Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Демков В.П. -> "Физика. Теория. Методика. Задачи" -> 280

Физика. Теория. Методика. Задачи - Демков В.П.

Демков В.П., Третьякова О.Н. Физика. Теория. Методика. Задачи — М.: Высшая школа, 2001. — 669 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikateoriyametodikazadachi2001.djvu
Предыдущая << 1 .. 274 275 276 277 278 279 < 280 > 281 282 283 284 285 286 .. 290 >> Следующая

Q - ^участников - ^продуктов' или Q - с (^участников ^продуктов)'
Если массы т^^^ и тпродуктов выражены в [а.е.м ], то
Q = 931,5 (^участников- ^продуктов [МэВ].
Если сумма масс образующихся ядер превосходит сумму масс исходных, то
реакция идет с поглощением энергии.
Обычно в ядерных реакциях значение Q не превосходит нескольких десятков
МэВ. Поскольку энергия покоя даже самого легкого ядра (ядра водорода)
равна 938 МэВ, то, вычисляя скорости, импульсы и энергии ядер или
отдельных нуклонов, их можно заведомо считать классическими. Вместе с тем
энергия ядерной реакции, как правило, превышает энергию покоя легких
частиц - электронов и позитронов, равную 0,511 Мэв. Поэтому для таких
частиц следует пользоваться релятивистскими формулами.
При решении задач на определение числа нераспавшихся или распавшихся ядер
к определенному моменту времени следует использовать закон радиоактивного
распада (19.12) или (19.13) соответственно. Если известен период Т
полураспада, то постоянную распада X можно найти из выражения (19.15) и
закон радиоактивного распада (19.12) записать в виде (19.16).
Задачи
19.1. Какой изотоп образуется из fbi после одного электронного р-распада
и одного а-распада?
• Решение. Превращение элементов при электронном (5-распаде ядра
сопровождается реакцией испускания электрона. При этом электрон не
существует внутри ядра, а образуется в нем как бы при превращении
нейтрона в протон. В этом смысле говорят, что (5-распад это не
внутриядерный, а внутринуклонный процесс. При p-распаде протекает реакция
(r)Li -> + z{X + v
образования нового химического элемента X, у которого на основании
законов сохранения массового А и зарядового Z чисел
At = 8-0 = 8, Z,=3-(-l) = 4.
При а-распаде из ядра вылетает альфа-частица - ядро атома гелия jHe, в
результате чего образуется иовый химический элемент Y согласно реакции
(r)Х -" jHe + zJY,
где А2 = 8 - 4 = 4; Z2 = 4 - 2 = 2.
Следовательно, после одного электронного (5-распада и одного а-распада
ядра атома *Li образуется изотоп гелия jHe.
• Ответ: jHe.
637
19.2. Определить число протонов, нейтронов и нуклонов, входящих в состав
следующих ядер: ^Ra, ^Mg, 29С11, 928U.
19.3. Во сколько раз радиус ядра урана больше радиуса ядра атома
водорода?
19.4. Написать недостающие обозначения в следующих ядерных реакциях: a)
13AI + п -> гНе + ?; б) J9F +р -> §бО + ?; в) 25М11 + ? -> ^Fe + п\ г)
|Li + ? -> ^°В + и; д) 74N + ^Не -> ? + р.
19.5. При бомбардировке а-частицами ядер алюминия 13AI образуется новое
ядро и нейтрон. Написать символическую запись ядерной реакции и
определить, ядро какого элемента при этом образуется.
19.6. Какой изотоп образуется из тория 9o2Th после четырех а-распа-дов и
двух электронных (3-распадов?
19.7. Найти энергию связи ядер трития [Н и гелия 4Не. Какое из этих ядер
более устойчиво? Масса атома водорода т\н = 1,00783 а.е.м., атома трития
шзн = 3,01605 а.е.м., атома гелия Ш4Не = 4,00260 а.е.м., масса нейтрона
тп = 1,00867 а.е.м.
• Решение. Энергия связи ядра, т.е. минимальная энергия (работа),
которую необходимо затратить, чтобы расщепить ядро на отдельные нуклоны,
может быть определена как
Ейъ = Атс2, 0)
где Ат - дефект массы ядра, равный разности между суммой масс протонов
и нейтронов
2 trip + (А - Z) тп в ядре и массой этого ядра тя:
Ат = Z тр + (А - Z) т"-тя. (2)
Прибавляя и вычитая в выражении (2) величину Z те, равную массе
электронов в атоме
рассматриваемого химического элемента, получим
Ат = Z miH +(А - Z) тп-таТ, (3)
где Zm\ft=Z(mp + me) - масса Z атомов водорода; гаат - масса
рассматриваемого атома.
В Случае, если дефект массы выражен в [а.е.м ], а энергия связи
вычисляется в [МэВ], соотношение (1) с учетом переводных коэффициентов
примет вид
^св = 931,5 Ат. (4)
Используя (3) - (4), определим энергии связи ядер трития и гелия:
?свзн = 931,5 [1 1,00783 + (3 - 1) 1,00867 -3,01605] "8,495 МэВ;
?св4Ие = 931,5 [2 1,00783 + (4 - 2) 1,00867 - 4,0026060] * 28,318 МэВ.
Так как ?св4Не > ?свзн, то ядро гелия более устойчиво.
• Ответ: ?свзн " 8,495 МэВ; ?св4Не "28,318 МэВ. Более устойчиво ядро
гелия.
19.8. Найти энергию связи ядер лития |Li и гелия 4Не. Какое из этих ядер
более устойчиво? Масса атома лития /И7у = 7,01601 а.е.м., атома гелия
/И4Не = 4,00260 а.е.м., атома водорода wiH= 1,00783 а.е.м., масса
нейтрона тп = 1,00867 а.е.м.
19.9. Определить энергию связи ядра гелия 4Не и вычислить дефект
массы в процентах от массы ядра. Масса ядра гелия w^He =
6,644-10 кг,
масса протона тр = 1,6724-Ю"27 кг, масса нейтрона тп= 1,6748 10'27
кг.
19.10. Определить удельную энергию связи ядра ушерода ^2С. Масса
атома ушерода пчгс = 12,01115 а.е.м., атома водорода ялн = 1,00783
а.е.м., масса нейтрона тп = 1,00867 а.е.м.
638
19.11. Определить величину энергии, освобождающейся при ядерной
реакции
]U + |Н -> 2 ^Не.
Масса атома лития тщ = 7,01601 а.е.м., атома водорода WjH= 1,00783
а.е.м., атома гелия = 4,00260 а.е.м.
• Решение. Энергия реакции Q равна разности энергий исходных и
Предыдущая << 1 .. 274 275 276 277 278 279 < 280 > 281 282 283 284 285 286 .. 290 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed