Gevorderde kernfysica

Ga naar: navigatie, zoeken

Samenvattingen

Klik hier om de samenvattingen te bekijken

Informatie over het examen

Examen is vanaf 2010-2011 gesloten boek.

Examenvragen (gesloten boek, na 2010-2011)

2012-2013

vrijdag 01/02/2013

Voormiddag en namiddag hetzelfde examen Media:20130201_examen_kernfysica.pdf

2011-2012

Voormiddag:

Vraag 1 en 2 waren mondeling.

1. Stel een schema op waarbij je de A,B correlatieparameters met elkaar vergelijkt wat betreft de mogelijkheid om een scalair type zwakke interactie op te sporen. Gebruik onderstaande uitdrukkingen/ Betrek daarbij ook het type van beta-overgang (nl. Fermi, Gamow-Teller, gemengd Fermi/Gamov-Teller) en de experimentele moeilijkheidsgraad van de respectievelijke metingen. De Fierz interferentieterm b mag worden verwaarloosd, m.a.w. b=0. Veronderstel tijdsinvariantie en maximale P-violatie.

2. De invloed van de paringsterm op kernfissie. (figuurkes gegeven)

3. Hoe kan je een M1/E2 mengverhouding bepalen voor een gamma overgang?

4. a) Leg het verschil uit tussen polarisatie en alignment.

b) Kan je de methode die Goldhaber en zijn medewerkers gebruikten om de heliciteit van het neutrino te bepalen ook gebruiken om de heliciteit van het antineutrino te bepalen?

c) Waarom kunnen in de natuur maar een zeer beperkt aantal isotopen via 2 vervallen?

d) Waarom verbruikt een zware ster haar waterstofvoorraad sneller dan een lichte ster?


Namiddag:

Namiddagexamen van 3 februari 2012

Examenvragen (open boek, voor 2010-2011)

2006-2007

Maandag 15 januari, voormiddag:

1. Vergelijk (theoretisch, experimenteel) de beta-neutrino correlatie en de beta-asymmetrie. Welke is het meest geschikt om te zoeken naar een scalaire component in de zwakke interactie? Waarom?

2. (1/2 tot 1 pagina per onderdeel)

a) Wat is beta-vertraagde neutronemissie? Waarvoor kan dit proces gebruikt worden?

b) Hoe kan je een M1/E2 mengverhouding bepalen voor een gamma overgang?

c) Wat is een axiale-vector zwakke interactie?

d) Verwacht je thermische fissie van 239Np? Verklaar.


2007-2008

Maandag 14 januari, voormiddag Ik ben vergeten de vragen over te schrijven. Dus hier zijn ze voor zover ik mij kan herinneren. (aanvullingen zijn dus welkom) Vragen 2 (a, b & c) en 3a waren mondeling, de rest schriftelijk.

1. ^{187}Re (I=5/2-) vervalt beta-min naar ^{187}Os (I=1/2+) (t_{1/2}=blabla 10^{10}yr). Vergelijk dit verval met dat van tritium in de studie naar de elektron-neutrino massa.

2. a) We observeren longitudinale polarisatie van beta-deeltjes (dus in de richting van hun impuls). Stel de Fierz-interferrentieterm is nul. Dan wordt de polarisatie P gegeven door P = G*v/c. Toon aan dat wanneer we te maken hebben met een zuiver Gamow-Teller verval in het Standaard Model, P gegeven wordt door -v/c

b) Stel dat we voor een zuiver Gamow-Teller verval de fierz-interferrentieterm en de de longitudinale polarisatie (G*v/c) onafhankelijk van elkaar konden bepalen met een gelijke precisie (zeg 1%). Welke methode is dan het gevoeligst om een eventuele tensorbijdrage in het verval aan te tonen?

c) Leg op max 1/2 pagina uit wat pseudoscalair beta-verval is.

3. a) Leg uit hoe je lage temperatuurs kernpolarisatie kan gebruiken om het magnetisch dipool moment van een bepaald isotoop op te meten zonder NMR te gebruiken.

b) Bereken de Q-waarde van 2 gegeven reacties. Massa van verschillende isotopen zijn terug te vinden in appendix C van Krane, 1u = 931.5 Mev/c^2.

c) Bereken de minimale energie dat een proton moet hebben om fissie te induceren in een ^{238}U kern.

2008-2009

Maandag 12 januari, namiddag

Eerste vraag was schriftelijk, tweede en derde mondeling.

1. Stel een schema op waarin je de verschillende soorten kernreacties vergelijkt.Kies zelf de parameters om dit schema op te stellen, en verklaar de structuur van je schema. Plaats daarna fragmentatie en spallatie van een 1.4Gev proton op een uraniumkern in dit schema, en verklaar de plaatsing.

2. Vergelijk de A en B correlatieparameters om te zoeken naar scalaire bijdragen in het beta verval(uitdrukking voor A en B gegeven). Betrek in je bespreking ook het type overgang(Fermi, Gamov-Teller of gemengd) en de experimentele moeilijkheidsgraad.

3. Bespreek de inhoud en de fysica die in bijgaand artikel aan bod komt in het kader van de in de cursus geziene elementen.(Artikel over neutrinoloos beta verval met NEMO 3 detector)

Vrijdag 30 januari, voormiddag

Eerste vraag was schriftelijk, tweede en derde mondeling.

1. Vergelijk de çompound nucleus' reactie en de directe reactie met elkaar. Hoe verhoudt zich de zware-ionen reactie tot deze twee types van reacties? Idem voor de fragmentatiesreacties en spallatiereacties die worden geïnduceerd door een 1.4 GeV protonenbundel op een uraniumcarbide trefschijf.

2. Stel een schema op waarbij je de a,A,B en G correlatieparameters met elkaar vergelijkt wat betreft de mogelijkheid om een tensortype zwakke interactie op te sporen. Gebruik onderstaande uitdrukkingen/ Betrek daarbij ook het type van beta-overgang (nl. Fermi, Gamow-Teller, gemengd Fermi/Gamov-Teller) en de experimentele moeilijkheidsgraad van de respectievelijke metingen. De Fierz interferentieterm b mag worden verwaarloosd, m.a.w. b=0.

3. Bespreek de inhoud en de fysica die in bijgaand artikel aan bod komt in het kader van de in de cursus geziene elementen. (Physical review letters 95, 142501 (2005): New Limit on the Neutrinoless double beta decay of (130)Te)

2010-2011

Reeks 1

Vraag 2 en 3 waren mondeling

1.Geef twee experimenten waar men gebruik maakt van de polarisatie van kernen.

2.De formules van a en ksi a zijn gegeven zoals achteraan in het hoofdstuk zwakke interactie. Gevraagd is deze formules te situeren in de fysica.

3.De invloed van de paringsterm op kernfissie. (figuurkes gegeven)

4.Enkele kortere vraagjes:

  • Waarom doet de zon vooral aan pp en niet zoveel als aan CNO
  • Wat is de longitudinale polarisatie van betadeeltjes?
  • Wat is de tensorcomponent van de zwakke interactie?
  • Vergeten

Reeks 2

Ongeveer dezelfde vragen als in reeks 1.

Vraag 1 en 2: zie reeks 1

Vraag 3: Kernfissie: Vraag over slide net onder Fissie-isomeren.

Vraag 4: enkele kortere vraagjes