Выразив энергию связи нейтрона через дефект массы системы, получим

Е = Е_св = с²Δm, = с²(m_22Na + т_п - m_23Na).

При подстановке числовых значений заменяем массы ядер массами нейтральных атомов. Так как число электронов в оболочках атомов ²²Na и ²³Na одинаково, то разность масс атомов ²²Na и ²³Na от такой замены не изменится:

Е = 931,4 МэВ/(а.е.м.) • 0,01334 а.е.м. = 12,42 МэВ.

После округления

Е = 12,4 МэВ

Ответ: Е = 12,4 МэВ

 

Задачи.

1.Используя известные значения масс нейтральных атомов ¹Н_{1, 1}Н², ₆С¹² и электрона, определить массы m_р протона, m_d ядра ₆С¹².

2.Масса m_α альфа - частицы (ядро гелия ₂Не⁴) равна 4,00150 а.е.м. Определить массу m_α нейтрального атома гелия.

3.Определить деффект массы А_m и энергию связи Е_св ядра тяжёлого водорода.

4. Определить энергию Е_св которая освободиться при соединении одного протона и двух нейтронов в атомное ядро.

5. Определить удельную энергию связи Е_уд ядра ₆С¹²_.

6.Энергия связи Е_св ядра, состоящего из двух протонов и одного нейтрона, равна 7,72 МэВ. Определить массу m_α нейтрального атома, имеющего это ядро.

7. Определить массу m_α нейтрального атома если ядро этого атома состоит из трёх протонов и двух нейтронов и энергия связи Е_св ядра равна 26,3 МэВ.

8.Какую наименьшую энергию Е нужно затратить, чтобы разделить на отдельные нуклоны ядра Li⁷ и ₄Ве⁷? Почему для ядра бериллия эта энергия меньше, чем для ядра лития?

9. Найти минимальную энергию Е, необходимую для удаления одного протона для ядра азота ₇N¹⁴.

10. Какую наименьшую энергию Е нужно затратить, разделить ядро ⁴Не₂ на две одинаковые части?

11. Определить порядковый номер Z и массовое число А частицы, обозначенной буквой х, в символической записи ядерной реакции:

₆С¹⁴ + ₂Не^{4 →} ₈О¹⁷ + Х

12. То же, для реакции ₁₃Al²⁷ + x →₁H¹ + ₁₂Mg²⁶.

13. Определить энергию Q ядерных реакций:

1) ₄Ве⁹ + ₁Н² → ₅В¹⁰ + ₀n¹; 2) ₃Li⁶ + ₁H² →₂He⁴ + ₂He⁴;

3) ₃Li⁶ + ₂He⁴ →₅В¹⁰ + ₀n¹; 4) ₃Li⁶ + ₁H¹ →₄Ве⁷ + ₀n¹;

5) ₂₀Са⁴⁴ +₁H¹→ ₁₉К⁴¹ + ₂He⁴.

Освобождается или поглощается энергия в каждой из указанных реакций?

14. Пренебрегая кинетическими энергиями ядер дейтерия и принимая их суммарный импульс равным нулю, определить кинетические энергии Т₁ и Т₂ и импульсы р₁ и р₂ продуктов реакции ₁Н² + ₁Н² → ₂Не³ + ₀n¹.

15. При делении одного ядра урана -235 выделяется энергия Q = 200 МэВ. Какую долю энергии покоя урана -235 составляет выделившая энергия?

Определить энергию Е, которая освободится при делении всех ядер, содержащихся в урана-235 массой 1г.

Сколько ядер урана-235 должно делится за время 1 с, чтобы тепловая мощность Р ядерного реактора была равна 1 Вт?

18. Определить массовый расход ядерного горючего урана-235 в ядерном реакторе атомной электростанции. Тепловая мощность электростанции равна 10 МВт. Принять энергию, выделяющуюся при одном акте деления, равной 200 МэВ. КПД электростанции составляет 20%.

19. При соударении α – частицы ядро бора ₅В¹⁰ произошла ядерная реакция, в результате которой образовалось два новых ядра. Одним из этих ядер было ядро атома водорода ₁Н¹. Определить порядковый номер и массовое число второго ядра, дать символическую запись ядерной реакции и определить ее энергетический эффект.

20. Вычислить энергию связи Есв ядра дейтерия ²Н₁ и трития ³Н₁.

21.Вычислить энергетический эффект реакции ₄Ве⁹ + ₂Не⁴ → ₆С¹² + ₀n¹.

22.Вычислить энергию ядерной реакции ₄Ве⁹ + ₁Не²→₅В¹⁰ + ₀n¹.

Освобождается или поглощается энергия?

23. Вычислить энергию ядерной реакции ₃Li⁷ + ₂H⁴ →₅В¹⁰ + ₀n¹.

Освобождается или поглощается энергия?

24. Вычислить энергию ядерной реакции ₁Н² + ₁Н³→ ₂He⁴ + ₀n¹.

Освобождается или поглощается энергия?

25. Вычислить энергию ядерной реакции ₃Li⁶ + ₁Н²→ ₃Li⁷ +₁р¹.

Освобождается или поглощается энергия?

26. Вычислить энергию ядерной реакции ₃Li⁷ + ₁Н¹→₄Ве⁷ + ₀n¹.

27. Определить отношение удельных энергий связи ядер ₃Li⁷ к ₄Ве⁹.

28. Определить деффект массы и энергию связи ядра атома бериллия ₄Ве⁹.

29. Вычислить энергию связи ядра атома углерода ₆С¹⁴.

30. Во сколько раз энергия связи ядра трития ₁Н³ больше дейтерия ₁Н².

Вычислить деффект массы и энергию связи ядра атома бора, состоящего из пяти протонов и шести нейтронов.

32.Определть энергию связи ядра атома азота ₇N¹⁴.

33. Найти энергию связи ядра атома гелия ₂He⁴.

34 Найти энергию связи ядра атома бора ₅В¹¹.

35.Найти энергию связи, приходящуюся на один нуклон в ядре атома кислорода ₈О¹⁶.

36.Найти энергию ядерной реакции ₇N¹⁴ + ₂He⁴ → ₁H¹ + ₈О¹⁶.

Освобождается или поглощается энергия?

37. Найти энергию, выделяющуюся при следующей термоядерной реакции ₁Н² + ₂Не³ → ₂Н³ + ₀n¹.

38. Вычислить энергию ядерной реакции ₁H² + ₈О¹⁶→ ₇N¹⁴ + ₂He⁴.

39. Вычислить энергию ядерной реакции ₄Ве⁹ + ₂He⁴→ ₆С¹² + ₀n¹.

40. Какая энергия выделяется при реакции ₁Н³ + ₁Н¹ → ₂Не³ +₀n¹. Поясните результат.

Вопросы к модулю №2.

Строение атома. Опыт Резерфорда.