Примеры решения задач. 1. Какая энергия соответствует 1 а.е.м.?

1. Какая энергия соответствует 1 а.е.м.?

Решение. Так как m= 1 а.е.м.= 1,66 ·10-27 кг, то

Q = 1,66 ·10-27(3·108)2=14,94·10-11 Дж ≈ 931 (МэВ).

2. Написать уравнение термоядерной реакции и определить ее энергетический выход, если известно, что при слиянии двух ядер дейтерия образуется нейтрон и неизвестное ядро.

Решение.

по закону сохранения электрического заряда:

1 + 1=0+Z; Z=2

по закону сохранения массового числа:

2+2=1+A; A=3

энергия выделяется,

=- 0,00352 а.е.м.

Q =

3. При делении ядра урана – 235 в результате захвата медленного нейтрона образуются осколки: ксенон – 139 и стронций – 94. Одновременно выделяются три нейтрона. Найти энергию, освобождающуюся при одном акте деления.

Решение. Очевидно, что при делении сумма атомных масс результирующих частиц меньше суммы масс исходных частиц на величину

.

Предполагая, что вся освобождающаяся при делении энергия переходит в кинетическую энергию осколков, получаем после подстановки числовых значений:

МэВ.

4. Какое количество энергии выделяется в результате термоядерной реакции синтеза 1 г гелия из дейтерия и трития?

Решение. Термоядерная реакция синтеза ядер гелия из дейтерия и трития протекает по следующему уравнению:

.

Определим дефект массы

Dm=(2,0474+3,01700)-(4,00387+1,0089)=0,01887(а.е.м.)

1 а.е.м. соответствует энергия 931 МэВ, следовательно, энергия, выделившаяся при синтезе атома гелия,

DQ=931.0,01887»17,6(МэВ)

В 1 г гелия содержится /А атомов, где – число Авогадро; А – атомный вес.

Полная энергия Q= ( /А)DQ; Q=424×109 Дж.


5. При соударении -частицы с ядром бора 5В10 произошла ядерная реакция, в результате которой образовалось ядро атома водорода и неизвестное ядро. Определить это ядро и найти энергетический эффект ядерной реакции.

Решение. Запишем уравнение реакции:

5В10 + 2Не4 1Н1 + zХА

Из закона сохранения числа нуклонов следует, что:

10 + 4 + 1 + А; А = 13

Из закона сохранения заряда следует, что:

5 + 2 = 1 +Z; Z = 6

По таблице Менделеева находим, что неизвестное ядро есть ядро изотопа углерода 6С13.

Энергетический эффект реакции рассчитаем по формуле (18.1). В данном случае:

Q = .

Массы изотопов подставим из таблицы (3.1):

Q = МэВ.

Ответ: zХА = 6С13; Q = 4,06 МэВ.

6. Какое количество теплоты выделилось при распаде 0,01 моля - радиоактивного изотопа за время, равное половине периода полураспада? При - распаде ядра выделяется энергия 5,5 МэВ.

Решение. Согласно закону радиоактивного распада:

= .

Тогда, число распавшихся ядер равно:

.

Так как ν0, то:

.

Поскольку при одном распаде выделяется энергия равная Е0 = 5,5 МэВ = 8,8·10-13 Дж, то:

Q = Eo Np = NAnoEo(1 - ),

Q = 6,02×1023×0,01×8,8×10-13×(1 - ) = 1,55×109 Дж

Ответ: Q = 1,55 ГДж.

 








Дата добавления: 2014-12-18; просмотров: 7606;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.