9. kolo soutěže "oZáření" (19. 3. - 4. 4. 2024)
Otázka č. 1: Na jedné radioterapeutické ozařovně se ozařují pacienti fotony s energiemi 6 MeV a na druhé ozařovně fotony s energiemi 18 MeV. Z hlediska radiační ochrany lékařů, fyziků a sestřiček je nutné ozařovnu odstínit vhodnou vrstvou vhodného materiálu. Vyberte si 2 libovolné různé materiály, které se hodí na stínění fotonů, a vypočítejte, jakou šířku stěny z těchto materiálu potřebujete, abyste zeslabili primární fotonový svazek namířený proti stěně na jednu tisícinu. Řešte pro každou ozařovánu zvlášť a na závěr rozhodněte, jakou tloušťku stěny zvolíte pro ozařovnu, kde se používají obě energie zároveň. Může se Vám hodit: https://physics.nist.gov/PhysRefData/XrayMassCoef/tab3.html
Otázka č. 2: Uvažujte následující radioaktivní přeměny:
Které z nich jsou dovolené a které zakázané – své tvrzení vysvětlete (proč?) a pokud je to možné, tak doložte výpočtem.
Nápověda: Bα = 28,3 MeV, Mp = 938,27 MeV/c2, Mn = 939,57 MeV/c2, me = 0,511 MeV/c2
Otázka č. 3: Na Velkém hadronovém urychlovači (LHC) v laboratoři CERN se studují interakce (srážky) proton-proton na nejvyšší energii, které zatím lidstvo dosáhlo. Jednotlivý svazek protonů dosáhl v roce 2022 energie 6,8 TeV. Sráží se však dva urychlené svazky protonů proti sobě (takže hmotný střed je v laboratorní soustavě) a celková energie srážky je tedy 13,6 TeV. Úkoly:
a) Kosmické záření dopadající na zemi jsou většinou protony o energiích 108 až 1020 eV. Jakou energii musí mít proton z kosmického záření, aby reprodukoval na protonu v klidu srážku ekvivalentní té v LHC?
b) Jakou rychlost by musel mít komár (o hmotnosti 0,25 g), aby měl stejnou kinetickou energii jako výše vypočtený proton z kosmického záření?
Otázka č. 4: Radioaktivní 81mKr (http://nucleardata.nuclear.lu.se/toi/nuclide.asp?iZA=360381) je uzavřen v nádobě o objemu 1 litr při standardních podmínkách. K nádobě připojíme hadičku, kterou do nádoby pumpujeme další krypton Kr-81m. Proces trvá 10 s a teplota se při něm zvýšila 1,5x a tlak se zvýšil 3x. Jaká je aktivita kryptonu na konci procesu pumpování?
Odpovědi zasílejte na e-mail: kamil.augsten@fjfi.cvut.cz. Můžete přiložit soubor s výpočtem - např. dokument, scan, fotku (pdf, obrázek). V případě většího souboru využijte Cloudové úložiště, soubor(y) pojmenujte dle čísla kola a vaší přezdívky nebo jména.