12. Какой метод диагностики, основанный на физике частиц, оптимален для быстрого и безопасного выявления пневмонии при ковиде?

• Рентгенография органов грудной клетки
• Компьютерная томография (КТ) легких
• Полимеразная цепная реакция (ПЦР-тест)
• Магнитно-резонансная томография (МРТ)

Обычная рентгеноскопия основана на высокой проникающей способности энергичных рентгеновских фотонов. Но отдельный снимок дает лишь примерную картину поражения легких, поскольку разные слои тканей заслоняют друг друга. Компьютерная томография (КТ) делает рентгеновские изображения со многих ракурсов и собирает их в 3D-изображение высокого разрешения, позволяя точно визуализировать очаги поражения легочной ткани и оценить тяжесть пневмонии. Магнитно-резонансная томография (МРТ), основанная на измерении электромагнитного отклика атомных ядер в сильном магнитном поле, дает еще более детальные изображения, но ее применение ограничено высокой стоимостью и длительностью сканирования. Что же до полимеразной цепной реакции (ПЦР), то она не связана с физикой частиц и служит лишь для первичной диагностики ковида по наличию РНК вируса в мазках, но не дает информации о состоянии легких. Таким образом, КТ — оптимальный метод подтверждения и оценки тяжести пневмонии при COVID-19.

13. Новая ядерная технология использует космические лучи для измерения влажности почвы в радиусе до 300 метров от датчика. Какие частицы регистрирует датчик?

• Альфа-частицы
• Электроны
• Протоны
• Нейтроны

Хотя в составе космических лучей нет нейтронов, они рождаются при взаимодействии энергичных частиц из глубин Галактики с атмосферой Земли. Когда родившиеся быстрые нейтроны долетают до поверхности, они сталкиваются с ядрами водорода в почве, меняют направление движения и замедляются. Чем больше в почве воды, содержащей водород, тем сильнее этот эффект. Замедленные нейтроны регистрирует датчик системы CRNS (Cosmic Ray Neutron Sensor), разработанный Международным агенством по атомной энергии (МАГАТЭ). Датчик ставится посреди поля и оценивает среднюю влажность почвы в радиусе до 300 метров. Полученная информация используется для оптимизации орошения. Кстати, аналогичный метод рассеяния нейтронов применяется в российских приборах на борту космических аппаратов, которые картографируют распределение воды в приповерхностных слоях Луны и Марса.

14. Около 3 млрд лет назад ядерно-физические процессы в недрах Земли привели к важному геологическому процессу, создавшему предпосылки для появления развитой биосферы. Что это за процесс?

• Возникновение магнитного поля Земли
• Появление первичной атмосферы
• Образование континентов
• Образование Мирового океана

Распад радиоактивных изотопов урана, тория и калия в ранний период истории нашей планеты привел к разогреву и расплавлению ее недр. Это способствовало дегазации недр с образованием первичной атмосферы и океана, а также, за счет жидкого ядра, обеспечило планету магнитным полем, но все это произошло более 4 млрд лет назад. А около 3 млрд лет назад под действием глубинного тепла началась циркуляция вещества в земной мантии. На поверхности это привело к обособлению первичной континентальной коры от океанической с последующим формированием материков и тектоники плит, определяющей рельеф суши. Таким образом, именно ядерно-физические процессы запустили образование континентов, где впоследствии жизнь достигла наибольшего развития.

15. Какой надводный корабль первым в мире достиг Северного полюса?

• Первый русский ледокол "Ермак", построенный в 1898 году
• Шведский ледокол "Оден" 1969 года постройки
• Советский ледокол "Арктика" 1975 года постройки
• Российский ледокол "Арктика" 2020 года постройки

"Арктика" была головным судном проекта 10520 -- второго поколения советских атомных ледоколов с мощностью на валах 55 мегаватт. В 1977 году "Арктика" стала первым в мире надводным судном, достигшим Северного полюса. Именно с появлением атомных силовых установок для этого стало хватать мощности и автономности. Ледокол прослужил до 2008 года. С 2020-го его имя носит головное судно четвертого поколения российских атомных ледоколов (проект 22220) с увеличенной на 30% мощностью ядерной силовой установки. Шведский "Оден" мощностью 19 мегаватт стал первым дизельным ледоколом, достигшим Северного полюса в 1991 году. Он провел туда немецкое исследовательское судно "Поларштерн". Первый в мире ледокол арктического класса "Ермак" имел недостаточную для этого мощность паровых машин в 1.35 мегаватта, особенно учитывая, что полярные льды тогда были суровее.

16. Двигательные установки с питанием от ядерного реактора никогда не испытывались на ... (укажите лишнее)

• ... автомобиле
• ... локомотиве
• ... самолете
• ... спутнике

Идеи автомобиля с ядерным двигателем не пошли дальше концепт-дизайна. Атомные локомотивы рассматривались серьезнее, но ни один из проектов не дошел до испытаний. Самолеты с атомными реакторами на борту испытывали в СССР и США, но до применения ядерной энергии для двигателей дело не дошло. А вот в космосе, по крайней мере однажды, в 1965 году на борту американского спутника SNAP-10A энергия ядерного реактора была использована для питания экспериментального ионного двигателя. Его тяга составляла всего 1 грамм, а работа продолжалась 1 час и прошла не вполне гладко, однако испытания состоялись. Сегодня именно связка ядерного реактора с электрореактивными двигателями дает надежду сократить межпланетные перелеты с нескольких лет до нескольких месяцев.