最新量子放射線機器工学特論 レポート(1)

問題

• 問題1
  空気中(質量密度 ρ = 0.001293 g/cm³)の エネルギーE [MeV]の α線の飛程R [cm]は、R=0.318 E^1.5で近似される。 ただし、4 < E < 7 MeVとする。
  (a)　 ²¹⁰Poからの α線(E=5.3 MeV)の飛程は空気中でどれくらいか？
  (b)　 人体での(a)のα線の飛程はどれくらいか？ また、これは赤血球の大きさと比べて大きいか小さいか？
  (c)　 ラザフオードによる窒素原子核の変換(陽子の発見)の実験を 長さ20センチの円筒型真空容器で再現するためには、容器内の圧力を どれくらいの範囲に保つ必要があるか？ ただし、簡単のため生成される陽子のエネルギーは入射するα線 と同じと近似せよ。

• 問題2
  
  体積V=0.1 m³の2つの容器をそれぞれ1台のロータリーポンプで排気する。 容器AにはQ_leak=1 × 10^-3 Pa m³/s、 容器BにはQ_leak=1 × 10^-5 Pa m³/s のもれ(リーク)があるとして、以下の問いに答えよ。 ただし、ポンプの排気速度をS=1 × 10^-4 m³/s、 到達真空度をP_u=10 Paで各々一定とする。
  (a)　 容器AとBの最終到達圧力はそれぞれいくらか？
  (b)　 容器内の圧力変化を表わす微分方程式を導き、t=0 sの初期条件 p(0)=1 × 10⁵ Pa の下での圧力を排気時間tの関数として表わせ。
  (c)　 (b)で求めた容器AとBの圧力変化を1枚の方対数グラフに表わせ。 (別紙として添付する場合、学籍番号を右上に記入すること。)

注意

友人にヒントなどを教えてもらうことは構わないが、必ず自分で考えた 結果を提出すること。極端に類似の(丸写しの)レポートがあれば、全て0点と 評価するので注意すること。

レポート受付は原則火曜1コマの授業終了時とする。 最終提出期限は5月28日とする。それ以前の提出も歓迎する。