Вопрос задан 28.03.2025 в 21:00. Предмет Физика. Спрашивает Крючков Виктор.

Проведите энергетический расчет ядерной реакции и выясните, выделяется или поглощается энергия в этой реакции: 9 4 B + 2 1 H —> 10 5 B + 1 0 n

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Kazarin Gleb.

Для выполнения энергетического расчета ядерной реакции и определения, выделяется или поглощается энергия, нужно использовать разности масс реагирующих ядер и продуктов реакции, а затем перевести эту разность в энергию, используя соотношение E=Δmc2E = \Delta m \cdot c^2. Рассмотрим реакцию:

49B+12H510B+01n^9_4 \text{B} + ^2_1 \text{H} \rightarrow ^{10}_5 \text{B} + ^1_0 \text{n}

1. Шаг 1: Найдем массы ядер

Для расчета нам понадобятся атомные массы (в атомных единицах массы, а.е.м.) участвующих в реакции ядер:

  • Масса 49B^9_4 \text{B} = 9.012182 а.е.м.
  • Масса 12H^2_1 \text{H} (дейтерий) = 2.014102 а.е.м.
  • Масса 510B^{10}_5 \text{B} = 10.012937 а.е.м.
  • Масса 01n^1_0 \text{n} (нейтрон) = 1.008665 а.е.м.

2. Шаг 2: Рассчитаем общую массу реагентов и продуктов

Масса реагентов:

Mреагенты=M(49B)+M(12H)M_{\text{реагенты}} = M(^9_4 \text{B}) + M(^2_1 \text{H}) Mреагенты=9.012182+2.014102=11.026284а.е.м.M_{\text{реагенты}} = 9.012182 + 2.014102 = 11.026284 \, \text{а.е.м.}

Масса продуктов:

Mпродукты=M(510B)+M(01n)M_{\text{продукты}} = M(^{10}_5 \text{B}) + M(^1_0 \text{n}) Mпродукты=10.012937+1.008665=11.021602а.е.м.M_{\text{продукты}} = 10.012937 + 1.008665 = 11.021602 \, \text{а.е.м.}

3. Шаг 3: Найдем разность масс

Δm=MреагентыMпродукты\Delta m = M_{\text{реагенты}} - M_{\text{продукты}} Δm=11.02628411.021602=0.004682а.е.м.\Delta m = 11.026284 - 11.021602 = 0.004682 \, \text{а.е.м.}

4. Шаг 4: Переведем разность масс в энергию

Для перевода массы в энергию используем соотношение 1а.е.м.=931.5МэВ1 \, \text{а.е.м.} = 931.5 \, \text{МэВ}:

E=Δm931.5E = \Delta m \cdot 931.5 E=0.004682931.5=4.363МэВE = 0.004682 \cdot 931.5 = 4.363 \, \text{МэВ}

5. Вывод

Так как разность масс положительна (Δm>0\Delta m > 0), энергия выделяется в реакции. Это количество составляет примерно 4.36МэВ4.36 \, \text{МэВ}.

Реакция является экзоэнергетической.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос