Задание № 3381 по физике: Физика атомного ядра

Физика атомного ядраОдин ответ · сложное

В реакции синтеза X12X2122H+X13X2123H→X24X2224He+X01X2021n\ce{^2_1H + ^3_1H -> ^4_2He + ^1_0n} исходные ядра перед столкновением практически покоятся. Атомные массы: дейтерия 2,0141 а.е.м., трития 3,0160 а.е.м., гелия-4 4,0026 а.е.м., нейтрона 1,0087 а.е.м.; 1 а.е.м. соответствует 931,5 МэВ. Считайте, что массы продуктов реакции пропорциональны их массовым числам, а движение нерелятивистское. Кинетическая энергия нейтрона после реакции равна

  1. A3,5 МэВ
  2. B17,5 МэВ
  3. C14 МэВ
  4. D8,75 МэВ
Показать ответ и разборСкрыть ответ и разбор

Верный ответ

  • C14 МэВ

Разбор

1) Дефект масс реакции: Δm=2,0141+3,0160−4,0026−1,0087=0,0188\Delta m = 2{,}0141 + 3{,}0160 - 4{,}0026 - 1{,}0087 = 0{,}0188 а.е.м. 2) Выделившаяся энергия: Q=0,0188⋅931,5≈17,5Q = 0{,}0188 \cdot 931{,}5 \approx 17{,}5 МэВ. 3) Начальный импульс равен нулю, поэтому импульсы нейтрона и α-частицы равны по модулю: pn=pαp_n = p_\alpha. 4) Так как E=p2/(2m)E = p^2/(2m), энергии обратно пропорциональны массам: En/Eα=mα/mn=4E_n/E_\alpha = m_\alpha/m_n = 4. 5) Вся энергия QQ переходит в кинетическую энергию продуктов: En+Eα=17,5E_n + E_\alpha = 17{,}5 МэВ. Значит, En=45⋅17,5=14E_n = \frac{4}{5}\cdot 17{,}5 = 14 МэВ. Вариант «17,5 МэВ» — это вся выделившаяся энергия, «3,5 МэВ» — энергия α-частицы, «8,75 МэВ» — ошибочное деление поровну.

Ошибка в задании

Опишите ошибку в условии, вариантах или разборе. Не больше 1000 знаков.

Похожие задания по теме «Физика атомного ядра»

Все 8 заданий темы

Репетиторы по физике

Тренажёр

Потренируйте тему «Физика атомного ядра»

8 заданий по одному, с ответом и разбором сразу. Без лимита времени.

Свой пробник

Соберите пробник с таймером

Как на ЕНТ: 2 минуты на задание.

Сколько заданий