Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Климанов Сборник задач по теории переноса, дозиметрии и засчите 2011

.pdf
Скачиваний:
1378
Добавлен:
16.08.2013
Размер:
4.6 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

+

exp[(μ

 

μ )z] 1

exp[(μ

 

 

 

μ )z] 1

 

 

 

 

 

×

 

 

 

 

 

×{Aμ1

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

+ Bμ1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ2 μ0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ2 μ1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exp[(μ2 0 )z]-1

 

 

 

 

 

exp[(μ2 1 )z]-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

} + exp(μ2 z) ×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exp[-(μ2 1 )z]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

×

 

exp[-(μ0 2 )z] - exp[-(μ0 2 )d]

-

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ0 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

exp[-(μ2 1 )d]

}, где μ =μ(E ); μ

2

=μ(E ); A=

 

μ0

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ2 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

μ1 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B =

 

 

μ0

 

 

; C=exp[-(μ1 0 )d].

2.82. I1/Iн.р. = 0,53; I2/Iн.р.. = 0,094

 

 

μ0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при z = 1/μ0; I1/Iн.р. = 0,776;

 

 

I2/Iн.р.

=

0,153

 

при

z =

 

2/μ0.

2.83.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

Ф.Д./I

Х.

=1, 48 при z =1/ μ

0

; I

Ф.Д./I

Х.

 

=1,57 при z = 2 / μ

0

.

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.84.

 

BФ.Д.

 

= 0,815 при z = 1/μ0;

 

BФ.Д.

= 0,64 при z = 2/μ0.

 

 

 

Bтеор.

 

 

Bтеор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.85. I2(z) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E0μ0 μ1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exp(

μ2 z

) ×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ

1

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω1ω2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω1

μ0 ω

 

1+

 

0,511(1ω1 ) 1

+

0,511

(1ω2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ

1

 

 

 

 

 

 

μ

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

exp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω

 

ω ω

z 1

μ0

ω ω

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

 

 

 

 

 

 

 

×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, где

ω ,ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ1

 

 

 

 

 

μ2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω1ω2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω1ω2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

средние косинусы однократно и двукратно рассеянных фотонов.

n

n!

 

 

 

 

 

3.1. anl (λ) = (1)k

 

 

bk ,l (λ). 3.2. b00 = 1,96; b10 = 2,74;

(n k)!k!

k=0

 

 

 

b20 = 3,66; b30 = 4,54. 3.3. ϕ0

(z) =

q0

exp(kz), где k = Σув/D.

2kD

 

 

 

 

 

 

181

3.4. ϕ0 (z) = (2QΣ/ k)exp(kz), где k = 2 ΣΣув .

3.5.ϕ(1)0 (z) = 0,79e0,095z ; ϕ1(1) = 0,5e0,095z ; ϕ(2)0 =1,38 (e0,095z

e0,18z ); ϕ1(2) (z) = 3,9 exp(0, 095z) 0, 7 exp(0,18z).

3.6.m dϕm1 m 1ϕm1 + (m +1) dϕm+1 + m + 2 ϕm+1 +(2m +1) ×

dr r dr r

× Σtr,m = (2m +1)qm . 3.7. φ0(z) = (2q0Σ/k)exp(-kz), где k = 2 ΣΣув .

3.8. ϕ1 (z) = 0,685A1e0,0546 z +1,31A2e0,0546z ; ϕ2 (z) =1,31A1e0,546z +

+0,685A2e0,0546 z . 3.9. z = 6,8; 3,66; 2,5 см.

3.10. ± dzd [a j ϕ(z,μ± j + a j ϕ(z,μ±( j+1) ] + Σ[ϕ(z,μ± j ) + ϕ(z,μ±( j1) )] =

Σs,0φ0, где j = 1, 2, …, N/2; aj = (2μjj-1)/3; a j = (μ j + 2μ j1 ) / 3.

3.11. d 2ϕ02(z) 12 ϕ0 (z) = 0, где L = [3ΣувΣ(1+Σув)/3Σ]-1/2. dz L

3.12. Указание.

Уравнение для замедляющего компонента, разложив Σs0 (u′ → u) в ряд по степеням (u′ → u) и оставив два члена, свести к возрастному

приближению с распределенными источниками:

F0 (z,τ) =

= F0 (z, τ)

 

 

Σв

 

ψ

0

(z)δ(τ). Ответ: ψ(z,u) = q exp[−Σ

в

(u

0

)z];

 

ξΣs

 

τ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Σ

в

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F0 (z,u) = q

 

 

 

 

1

erf

 

 

 

− Σв

τ exp −Σвz + Σв2 τ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξΣs

 

2

τ

 

 

 

 

 

 

 

u

Σa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2

-1

2

-2

 

-1

 

-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

du

 

.

3.13. φ = 0,368 см ·с

; F = 3,22·10 см ·с

·МэВ .

ξΣ

 

 

u1

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1. a =

1

; P(

a

 

 

< ξ < a) =

1

.4.2. P(π < ξ < ∞) = 0,25.4.3. M[ξ] = 1,32;

π

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D[ξ] = 0,8966. 4.4. D[ξ] = (b-a)2/12; δ = (b-a)/2√3. 4.6. a = 1/2;

mη = π/4; mξ = π/4; σξ2 = ση2

= (π2 +8π−32) /16; rξη = −0,254.

4.7. Значения функции F(x):

182

x

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x)

0,04

0,12

0,24

0,28

0,40

0,60

0,72

0,84

0,92

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0, x <1,46

4.8. a =1,46; b = 61,04; f (x) = 0,017,1,46 x 61,04. 4.9. а) f(x) =0, x > 61,04

 

1

1/ 2

 

 

x

2

 

 

 

 

2 1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

> 0; б)

 

 

 

 

 

=

 

 

exp

 

 

, x

f (x) =

 

 

exp[(ln x)

 

/ 2], x

> 0.

 

 

 

 

 

 

2πx

 

 

 

2

 

 

 

 

π x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

4.10. f (x) =

exp(x2

 

/ 2), x (−∞,0). 4.11. ψ(r , E,Ω) = dR ×

2

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

×

×Σ(r, E)exp[Σ(r R

Ω, E) dR ]{q(r RΩ, E,Ω) + dE

dΩ

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

×Σs (r RΩ; E′ → E,Ω′ → Ω)ψ(r RΩ, E,Ω′) / Σ(r RΩ, E)}. 4.12. χ(r, E,Ω) = dEdΩ′Σs (r , E′ → E,Ω′ → Ω)ϕ(r , E,Ω′) + +q(r, E,Ω). 4.13. χ(r , E,Ω) = q(r , E,Ω) + dEdΩ′×

×Σs (r, E′ → E,Ω′ → Ω) dR Σ(r , E)exp[R Σ(r R′Ω, E)dR]×

Σ(r , E) 0

×χ(r RΩ

′ ′

4.14.

χ1 (r, E,Ω) = Σs (E0 ,

r r0

 

 

E,Ω| r )×

| r r

|

 

, E ,Ω ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

|r r0

|

 

 

r r0

 

 

 

 

 

 

exp

Σ(E , r +

 

ξ)dξ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

| r r0

|

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

, где

r0

точка

расположения

 

 

 

4π(r r0 )2

 

 

 

источника, E0 – энергия источника.

183

 

 

 

*

(r, E,Ω) =

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Σ

 

 

(r, E)

 

−τ(r r |m c2 )

 

 

 

 

 

 

ψ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

e

 

 

 

d

e

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.151

 

 

 

 

 

 

 

Σ(r, E)(r r0 )

 

 

 

 

 

2π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

r2

n (r ) e

−τ

(r

rd

|Ed )

 

E

2

 

 

E

 

 

+

E

 

1+(ΩΩ

 

 

)2

 

,

 

 

 

0

 

 

 

d

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

E

 

 

 

 

Ed

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|r r

|

 

 

 

 

 

rd

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rd

r

 

 

где τ(r rd

| E) = d

Σ(E, r +

 

 

 

 

ξ)dξ, Ωd =

 

 

 

,

| rd r

|

 

| rd r

|

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ed

=

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

; r0 классический

радиус

 

электрона;

1+ E(1−ΩΩ

d

) / m c2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ne (r ) число электронов в см3.

4.16. ψ(r , E,Ω) = d

3

 

 

 

 

 

Ω) +

 

 

 

 

 

 

r T (r ,r | E,Ω)q(r , E,

 

 

 

 

 

∫∫∫d

3

 

′ ′

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

′ ′

 

 

 

 

r dE dΩ T (r ,r | E,Ω)C(E ,Ω , E,Ω| r )ψ(r , E ,Ω ); χ(r , E,Ω) =

= q(r , E,Ω) + ∫∫∫d

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

′ ′ ′

 

r dE dΩ C(E ,

Ω , E,Ω| r )T (r ,r | E ,Ω )χ(r , E ,Ω ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.17. ψ(x) = ps exp[(x x )Σ]ψ(x )Σdx + Σexp(−Σx); ψ(x) = Σ×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

×exp[(1ps )Σx]. 4.18.

*

(x) = ps exp[(x

 

 

*

+

ψ

 

x)Σ] ψ

(x )dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+p

s

exp[(H x)Σ]; ψ* (x) = p

s

exp[(1p

)(H x)]. 4.19. ξ = x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

0

– (1/a)·ln γ. 4.21. ξ =

ln γ2

, γ1 < 2 / 3,

4.22. ξ =

γ1 sin 2πγ2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2ln γ2 , γ1 > 2 / 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.23. а) ξ = −ln{1γ[1exp(−Σa)]}; б) ξ = 3 7γ +1 1; б) ξ =

 

 

 

arccos(1γ2 ), если γ1 > 0,5,

 

4.24. 1). Выбираем γ12. 2). Если

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5.

 

arccos(1g2 ), если γ1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 2γ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ

2

1

1

,

идти на «3», иначе на «1». ξ

= γ

. 4.25. 1. Выбира-

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ем γ12.

2. Если γ2

8,9404γ5/2

3 (1− γ2 )3/ 2 , идти на «3»,

 

иначе на

«1». ξ

= γ1. 4.26. а) ξ=γ1, если γ2 < 0,315(3 3 2γ1 );

б) ξ=γ1 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

184

 

 

 

 

 

 

 

 

 

если γ2 <8,94γ15/ 3 (1γ1 )3/ 2 4.27. 1. Выбираем γ12. 2. Если γ2 ≤ 3/7,

ξ=γ1. 3. Если 3/7 < γ2 ≤ 6/7, ξ = √γ1. 4. Если γ2 > 6/7, ξ = 3 γ1.

4.28. 1. Метод обратных функций: ξ = tg(π4 γ). 2. Метод исключе-

ния: а) Выбираем γ12. б) Если γ2(1 + γ1)2 > 1, идти на «а». в). ξ = γ1. 4.29. 1. Метод обратных функций: ξ = cos(π γ /(2). 2. Метод исклю-

чения:

а)

Выбираем γ12.

б) Если γ

2

2 − γ2

>1идти на «а». в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

ξ =1− γ2. 4.30. ξ =

R2 + γ

2

(R2

R2 ) cos 2πγ ; ζ = sin 2πγ

1

×

 

1

 

 

 

1

2

1

 

 

1

 

 

× R2 + γ

2

(R2

R2 ).

4.31.

ζ = 3

γ , ξ = ζγ

2

. 4.32. Указание. Учесть,

1

 

2

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

что функция f(x) является периодической и что функция f(y) = (2/π) 1y2 является плотностью распределения одной из координат случайной величины Q, равномерно распределенной в круге x2

+ y2 < 1. Ответ: ξ =

i

+

1

 

arcsin(

γ3 sin 2πγ3 ), где i определяет-

2m

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

i+1

 

ся из выражения

k

γ1 <

k

.

 

 

 

 

 

 

 

k =k0 4m

 

 

 

k =k0 4m

 

4.33. Значения переменной в методе равноверояных интервалах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F(x)

0,25

0,5

0,75

 

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

0,5

0,7

0,85

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.34. Указание: Представить плотность распределения величины ξ в

виде суммы равномерного

 

и линейного распределений с коэффи-

циентами p1 и p2. Ответ:

а) если γ1 < p1, то ξ = a + (b a2 ;

б) иначе ξ = a + (b a)

γ2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

1

 

1

 

N

2

 

 

 

 

 

 

4.35. I = exp(x

 

)dx 1e

 

+

 

 

exp(γn ) exp(γn ) .

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

N n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

N

 

 

4.36. xn = −ln(1γn ) + γn

e1; I

 

exp(xn2 + xn ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N n=1

 

 

185

 

 

 

 

1

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.37. I

ln(1+ γn ); D = 0,0392..

4.38. r = R

 

γ1 ; ψ = 2πγ2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N n=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.39.

а)

 

 

 

Выбираем

 

 

γ123.

б)

z

=

 

 

= R

3 γ

(2γ

2

1);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

y = R 3

γ

cos 2πγ

3

2

γ

2

γ2

; 4.40. а) Выбираем γ ,γ ,γ . б) x =

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

3

 

 

 

 

 

= x0 + R

γ1 sin 2πγ2 ; y = y0 + R

 

γ1 cos 2πγ2 ; z = z0

+ Hγ3.

 

 

 

 

в) Если (x x1 )2 +(y y1 )2 +(z z1 )2 < ρ2 , идти на2

«а».

 

 

 

 

4.41. а) Выбираем γ1234. б) Если

γ1

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

, z=zo+

3(R2

+ R2

+ R R )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

 

1

2

 

 

 

 

 

+Hγ2; в) Иначе, если γ1

 

 

 

 

R1R2

 

 

 

 

 

 

, z = z0 + H

 

γ2 . г) Иначе z

3(R2 + R2

+ R R )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= z

 

+ H 3

γ

 

. д) x = x

+

R +

(z z0 )

(R R )

 

γ

 

sin 2πγ

 

; y =

 

0

2

 

 

3

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

1

 

 

 

 

H

 

 

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= y

+

R +

(z z0 )

(R R )

 

 

γ

 

cos 2πγ

 

 

.

 

4.42.

 

а) Выбираем

 

 

 

3

4

 

 

 

0

 

1

 

 

 

H

 

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

γ1234. б) Если γ1

 

 

 

 

 

a3

 

 

 

 

;

x = xa + a(2γ2 1), y = ya +

a3 + b3 + 2πR2 L

+a(2γ3 1), z = za + a(2γ4 1).в) Иначе, если

γ1 3 +a33++bπ3 2 : x = xb + b(2γ2 1), y =yb+b(2γ3 1), z = a b R L

=zb+b(γ4 1). г) Иначе x = xc + R γ3 sin 2πγ4 , y = yc + Lγ2 , z = zc + R γ3 cos 2πγ4. 4.43. 2,113 МэВ.

4.44. r =[R14 +γ1 (R24 R14 )]1/ 4 ; θ = arccos(12 ). 4.45. ψ = 2πγ2,

186

 

arccos γ2 , γ1 p1,

 

 

 

 

 

, p1

 

p1 + p2 ,

 

θ = arccos 3 γ . 4.46. θ = arccos

γ2

< γ1

4.47. 215 см.

1

arccos 3

γ

, p + p

< γ 1.

 

 

 

 

 

2

1

2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.48. а) Выбираем γ1,γ2. б) Если γ1 σ

 

 

+σ

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

, Ω = Ω .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) Иначе Ωx = sin 2πγ2 , Ωy

= cos2πγ 2 , Ωz

 

= 2γ2 1.

 

 

 

 

4.49. а) Выбираем γ1,γ23. б) Если γ1

3

, μ = 2γ2

1. Иначе

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μ = 3

2γ

2

1. в) Ω

z

= μ, Ω

x

= sin 2πγ , Ω

y

= cos2πγ

3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

4.50. Таблица равновероятных интервалов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fs)

0

 

 

0,1

0,2

0,3

 

0,4

0,5

 

 

0,6

 

0,7

 

0,8

0,9

1.0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

μs

-1,0

 

-0,51

-0,01

0,34

 

0,57

0,72

 

0,83

 

0,9

 

0,93

0,97

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.51. а) W1 =1 - 2γ1, W2 = 1 - 2γ2; б) d =W 2 +W 2 , если d > 1, то на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

«а», иначе на «в») cos ψ =W1 / d , sin ψ =W2 /

 

d . 4.52. Указание.

Преобразовать дифференциальное сечение комптоновского рассеяния из σk (Ω′ → Ω) вσk (α′ → α). Получить функцию плотности

вероятности f(x) из σ

α′ → α Далее использовать метод исклю-

чения. 4.53. Указаниеk.

(Представить) .

плотность распределения слу-

 

 

 

 

B

 

C

D

 

чайной величины ξ = E/E' в виде f (x) = H

A +

 

+

 

 

+

 

 

 

, где

x

x

2

x

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H, A, B, C – постоянные, не зависящие от x, и больше нуля.

4.54. Обозначим доли парциальных сечений элементов в веществе PH, PC, PO. а) Если γ P H , то H. б) Иначе, если γ PH + Pc , то С.

в) Иначе О. Ответ: О. 4.55. Обозначим доли парциальных сечений процессов Pког, Pнеког, Pф. а) Если γ ≤ Рког, то когерентное рассеяние. б) Иначе, если

187

q1 (x1 ) W (x1 , x2 ) × p1 (x1 )

γРког + Рнеког, то некогерентное рассеяние. в) Иначе - фотоэффект.

4.56.ω1=0,8365; ω2=0,4829; ω3=0,259. 4.57. cos θ' = -0,238; cos ψ' = -

m

0,0852; sin ψ' =0,909. 4.58. W = [4πf si )].

i=1

4.60. E = E0 γ1; μs = γ1 ; ψs = 2πγ2 .

4.61.1-й фотон: z1 = 2,67 см; E1 = 0,512 МэВ; E2 = 0,171 МэВ; 2-й фотон: z1 = 0,107 см; z2 = 1,97 cм; E1 = 0,67 МэВ; E2 =0,42 МэВ.

4.62.aчм.к. = 0,135; aчтеор. = 0,137. 4.63. 0,136. 4.64. 0,8; 0,9; точное значение 0,88. 4.65. aчм.к. = 0,153; aчм.к. = 0,137. 4.66. D[η] = ps2 ×

×11++2ppss exp[(1ps )ΣH ] + exp(2ΣH ) 1+1ps 2exp( psΣH )

exp(2ΣH )[exp( psΣH ) 1]2 . 4.67. D[ξ] = ps2 exp(2ΣH ) ×

H exp[(1+ p )Σx] d(Σx)

×0 1ps + ps exp[s (H x)Σ] exp(2ΣH )[exp( psΣH ) 1]2 .

4.68. D[ξ] = e−ΣH [epsΣH 1]{1e−ΣH [e psΣH 1]}.

4.69. a) Dζ << Dϕ; б) Dζ Dϕ. 4.71. ξ(α) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g(xk )

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

×W (x2 , x3 )....W (xk 1 , xk )

; η(α) = Wm (α)g(xm ); β(α) =

 

 

 

p(xk )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m=1

 

 

 

 

 

 

k

d

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

Σf

 

 

E

 

=

 

m

 

g(m) , гдеа) g =

 

 

(Σф

ka V ; б) g =

 

 

νV ; в) g =

 

 

νV ;

Σ

(m)

 

Σ

Σ

V Σ

m=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г) g =

Σf

 

ν

 

; д) g =

E

(1

α)

Σ

el

ν

 

; е) g = k(E

 

, где k(E)

значение

Σ

 

V

2

 

 

 

V

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Σ

 

 

 

 

 

 

 

 

максимальной мощности поглощенной в ткани дозы для единичной

m

Σs (xj )

 

 

плотности потока нейтронов. 4.72. g(xm ) =

g(xm ),

где xj

Σ(xj )

j=1

 

 

точка фазового пространства, в которой частица испытывает j – столкновение; g(xm ) – функция отклика детектора, полученная в задаче (4.71). 4.73. Σr [1exp(−ΣD)](1+ ΣD) /{Σ[1exp(−ΣD0]}, где Σr

– сечение исследуемой реакции; D – максимально возможный про-

188

бег частицы в области VA. 4.74. Указание. Множество событий Ω в данном случае состоит из следующих событий: а) вылет без взаимодействия; б) соударение с поглощением; в) соударение с рассеянием. Условная плотность распределения длины пробега частицы

для любого подмножества событий S из множества Ω равна fS (l) = fS (l) px / px , где px – вероятность события x; fx(l) –

x S

x S

плотность распределения длины пути l в области VA – при условии события x. Соответствующие выражения для px и fx(l):

p

 

= exp(−ΣD); p

 

=

Σa [1exp(ΣD)]; p

= Σs [1exp(−ΣD)] и f

 

(l) =

a

 

 

б

 

Σ

 

в

Σ

 

a

 

δ

(l D); fб (l) =

 

Σexp(−Σl)

; fв (l) =

Σexp(−Σl)

. Выражение для

1exp(−ΣD)

1exp(−ΣD)

 

 

 

 

 

 

 

случайной величины, используемой в качестве оценки числа реакций при появлении событий из подмножества S, определяется как

 

 

 

 

D

условное математическое ожидание: M[Σr l | S] = Σr l fS (l) dl. От-

 

 

 

 

0

 

Σ

a [1

 

/[Σs exp(−ΣD) + Σa ].

вет: Σr Σs D exp(−ΣD) +

 

exp(−ΣD)]

 

Σ

 

 

4.75.M (Σrl | S) = Σr Σa De−ΣD + ΣΣs [1e−ΣD ] /[Σa e−ΣD + Σs ].

4.76.M[Σr l | S] = Σr [1exp(−ΣD]/ Σ. 4.77. M[Σr l | S] = Σr D.

4.78. exp(-τ0rD. 4.79. φ1 = 9,67·10-5 см-2·с-1; φ2 = 1,29·10-5 см-2·с-1;

φ3

= 2,72·10-6 см-2·с-1. 4.80. 1,328·10-3 см-2 4.81. 4,79·10-6 МэВ/г.

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.82. η1 (α) = Wm (α) ×

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m=1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

×

exp[τ(r ,r

* , E

m

)] Σ

 

(r , E

 

E*

,(Ω,Ω*

)]

k(E* ), где τ(r ,r * , E* ) =

m

 

 

 

k

m

m

m

m

 

(r * r )2

 

 

 

 

Σk (τm , Em )

 

 

 

 

 

 

 

m

m

m

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

=

Σ(r′′(t))dt;Wm (α) = Σs (ri , Ei ) / Σ(ri , Ei ), k(Em )

–значение

по-

 

rm r*

 

 

 

 

 

i=1

 

 

 

 

 

 

 

глощенной в ткани дозы для единичного флюенса фотонов с энергией Em.

189

 

 

k

 

 

*

*

 

4.83. η1 (α) = Wm (α)exp[τ(zm , Em* )]

Σk (Em Em ,(Ωm ,Ω′))

Em

, где

 

 

 

m=1

 

 

Σk (Em )

 

E0

τ(zm , Em* ) =

 

zm

Σ(Em* ).

 

 

 

 

 

cosθ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.1. Вода: Zf

= 7,43; Zp = 6.6; Zср = 7,22. Воздух: Zf

= 7,64; Zp = 7,36;

Zср = 7,38. Биол. тк.: Zf = 7,2; Zp = 6,43;

Zср = 6,97. 5.2 φ30 = 1,15·φ0.

5.3. 4,4·105 МэВ/(м2·с). 5.4. 0,44 МэВ. 5.5. Lср. = 0,238, L =

= 0,254 кэВ/мкм. 5.6. Еf = 6,4 МэВ, ∆Ек = 4,06·104 МэВ, ∆Ер = 8,9·103 МэВ. 5.7. К = 0,21 Гр. 5.8. H – 50 кэВ, 1 МэВ, 5 МэВ, N – 12,4 кэВ, 0,25 МэВ, 1,24 МэВ, O – 11,1 кэВ, 0,22 МэВ, 1,11 МэВ,Al – 6,9 кэВ, 0,14 МэВ, 0,69 МэВ,Pb – 0,96 кэВ, 19,1 кэВ, 96 кэВ. 5.9. H – 50 кэВ, 1 МэВ, 5 МэВ, N – 87,6 кэВ, 1,75 МэВ, 8,76 МэВ, O – 88,9 кэВ, 1,78 МэВ, 8,83 МэВ, Al – 93,1 кэВ, 1,86, 9,31 МэВ, Pb – 99,0 кэВ, 1,98 МэВ, 9,90 МэВ. 5.10. H – 0,5; N - 0,12; O – 0,11; Al – 0,069; Pb – 0,0096. 5.11. Водород. 5.13. Е = 0,1 МэВ: вода Рγ = 2,48·10-3, Ре = 4,11; биол. тк. Рγ = 2,56·10-3, Ре = 4,08; Е = 10 МэВ: вода - Рγ = 0,16, Ре = 1,97; биол. тк. Рγ = 0,15, Ре = 1,95 МэВ/(г·с).

6.1. 3,6·103 1/см3. 6.2. 2,76·Гр/c. 6.3. 0,87 Гр/с. 6.4. 1,55 Гр/с. 6.5. Тр = 1,3·103 с, Тп = 0,63 с. 6.6. С = =1,73 пФ, V = 78,3 см3. 6.7. 10,3 Бк/см3.

6.8. f = 0,17. 6.9. q = 1,8·107 1/(см3·с), f = 0,87.

6.10. 1,76·10-9 А.6.11. j = 3,4·10-12 А/см2. 6.12. 0,06 Гр. 6.13. U ~ h2. 6.14. ν < 6 Гц, f = 0,925. 6.15. 20,3 Гр. 6.16. 385,5 1/с. 6.17. 31,7 В.

6.18. 2,5·10-8 А; 6,7·10-8 А. 6.19. 0,88 Гр/с. 6.20. 8,77·10-3. 6.21. К = 9,9·10-11 Гр/с; Х = 1,1·10-8 Р/с. 6.22. 463 В; 0,99.

7.1. 0,78. 7.2. 0,02 Гр/час. 7.3. 113,4 см3, 4,7 см3. 7.4. 0,7 Гр/с.

7.5. ∆Е = 8,8·109 МэВ, 5,2 Гр. 7.6. 0 – 2,3·10-10, 2,6·10-10; 45о-3,3·10-10,3,7·10-10 Гр/c. 7.7. 5,5·10-9 Гр/c. 7.8. 0,89 Гр. 7.9. H(0,07)

=3,0·10-3, H(0,3) = 4,4·10-3 и H(1) = 2,6·10-3 Зв.

8.1.0,7%. 8.2. 1,5. 8.3. 0,27 МэВ. 8.4. Pb - 95%, Cu - 68%.

8.5. i/P(0,1)/ i/P(10 МэВ) = 5,8. 8.6. 1 МэВ – i(R)/i(2R) = 1,02; 5 МэВ

– i(R)/i(2R) = 1,07. 8.7. i(0,1)/i(10) = 1,05.

9.1. 116,7 эВ. 9.2. NaI - 23,3 эВ, стильбен – 82,5 эВ. 9.3. 8,6·10-6 Р/с.

9.4. 16,4. 9.5. 1,5·10-6 Гр/с, 4,3•105

1/с. 9.6. 3,1·10-8 A.

9.7. INa =

1,17·10-4, IСт = 3,32·10-4, IАн = 4,80·10-4 А. 9.8. ∆E = 6,8·103 МэВ, Q =

2,3·10-6 Kл. 9.9. ie = 1,1·10-7 A, iγ = 1,9·10-9 A. 9.10. 4,9.

41,3 Гр.

10.1. 1,2·10-3 0С, 1,3·10-2 0С. 10.2.

1,6·103 с. 10.3.

10.4. 0,22 0С. 10.5. 3,0·103 1/(см2·с).

10.6. 2,9·103 МэВ, 73,7 гр. 10.7 9,9·1015. 10.8. 0,5 Гр. 10.9. 44,2 Гр/час. 10.10. 6,55·1018 1/мг.·

10.11. 6,5 Бк. 10.12. 267,4нЗв/с – тепловые нейтроны, 1,89·10-4 нЗв/с.

190

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]