PROBLEMAS RESUELTOS
DE FISICA
ejercicios resueltos de física nuclear y atómica

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Problemas resueltos de Física Nuclear

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FÍSICA NUCLEAR

Calcular la edad de Fermi y la distancia media recorrida por un neutrón desde el instante de su emisión hasta alcanzar dicha edad en el caso de un grupo de neutrones de fisión de energía E0 = 2,5 MeV que se moderan en grafito (C12) hasta alcanzar energías de 0,25 eV. Se supone que:

    \( \sum_s = 0,3\, cm^{-1}\; y \; \sum_a << \sum_s \)
Respuesta del ejercicio - 39
Para calcular la edad de Fermi aplicamos la siguiente ecuación:

    \( \displaystyle \mathfrak{F}(E) = \int_E^{E_o}\frac{D}{\xi\Sigma_sE}dE = \frac{D}{\xi\Sigma_s}\times \ln \left(\frac{E_o}{E}\right) \)
Y tenemos:
    \( \displaystyle \begin{array}{l} A = 12 \; ; \; \xi = \frac{\alpha \times \ln\alpha}{1 - \alpha } = 0,157 \; ; \; \mu_o = \frac{2}{3A} = 0,056 \\ \\ D = \frac{1}{3\Sigma_s(1 - \bar{\mu}_o)} = 1,18 cm \end{array}\)
Con lo que resultará:

    \( \displaystyle \begin{array}{l} \mathfrak{F}(E) = \frac{D}{\xi\Sigma_s}\times \ln \left(\frac{E_o}{E}\right) = \\ \\ = \frac{1,18}{0,157 \times 0,30}\times \ln\left(\frac{2,5 \times 10^6}{0,25}\right) = 401,25 cm^2 \end{array}\)
Para calcular la distancia media recorrida por un neutrón desde el instante de su emisión hasta alcanzar la edad Fermi, consideramos que los neutrones son emitidos por una fuente puntual. En esa situación, la distancia cuadrática media de moderación viene dada por:

    \( \displaystyle \bar{r}_s^2 = 6 \times\mathfrak{F}(E) = 6 \times 401,25 cm^2 \rightarrow \bar{r}_s = 49 cm \)
PROBLEMAS RESUELTOS - FÍSICA NUCLEAR - FISICA ATÓMICA


tema escrito por: José Antonio Hervás