8. Ядерные реакции
Задача №1.
Вычислите энергетический эффект реакции \( ^{3}_{1}{H}(d,n)^{4}_{2}{He} \).
|
Дано: \( ^{3}_{1}{H}(d,n)^{4}_{2}{He} \) |
Решение: |
|---|---|
|
Найти: Q=? |
В задаче дана сокращенная запись реакции в результате столкновения ядер двух изотопов водорода. На ядро-мишень \( ^3_1H \) (тритий) налетает ядро-снаряд \( ^2_1H \) (дейтрон), в результате которого вылетает нейтрон \( ^1_0n \) и образуется ядро-продукт \( (^4_2{He}) \). Запишем реакцию в более наглядной развернутой форме
\( ^3_1H+^2_1H \rightarrow^1_0n+^4_2{He} \). |
(1) |
Ядро-снаряд и вылетающая частица являются соответственно исходной и конечной легкими частицами, участвующими в реакции. Ядро-мишень называется материнским, а новое ядро-продукт - дочерним. Энергетический эффект реакции определяется, как и в случае радиоактивных распад, разностью суммы масс покоя частиц до и после реакции
Q=[(mH3+mH2)-(mn+mHe)]·931,5МэВ. |
(2) |
Табличные данные: mH3=3,016049а.е.м., mH2=2,014102а.е.м., mHe=4,002603а.е.м., mn=1,008665а.е.м.
Расчет:
Q=[(3,016049+2,014102)-(1,008665+4,002603)]·931,5=17,5895=17,6МэВ. |
(3) |
Энергетический эффект, или энергия реакции, положителен (Q>0), иными словами, сумма масс исходных частиц превосходит сумму масс образующихся частиц. По этой причине реакция происходит с выделением энергии. Такая реакция называется экзоэнергетической.