Решите При бомбардировке ядер магния 24
12 Mg бета-частицами -1β выделился
нейтрон 10 n. Запишите уравнение ядерной реакции и укажите, какой химический
элемент образовался в результате такой реакции.
10)
Рассчитайте энергию связи ядра лития (3 протона, 4 нейтрона). ответ дайте
в 10-11 Джоулях. Масса ядра лития 6,938 а.е.м.. 1 а.е.м. = 1,6605*10-27 кг (подсказка:
энергия связи, дефект массы).
12 Mg + -1β -> X + 10 n
Где X обозначает образовавшийся элемент.
Чтобы определить, какой химический элемент образовался в результате реакции, необходимо знать, какой элемент имеет атомный номер, близкий к атомному номеру магния. Атомный номер магния равен 12. Ближайший элемент к нему - атомный номер 11 - натрий (Na). Таким образом, в результате ядерной реакции образуется натрий.
Теперь перейдем ко второму вопросу и рассчитаем энергию связи ядра лития.
Масса ядра лития состоит из 3 протонов и 4 нейтронов. Общая масса ядра лития составляет 6,938 а.е.м.
Масса 1 а.е.м. равна 1,6605*10^-27 кг.
Общая масса ядра лития в кг будет:
6,938 а.е.м. * 1,6605*10^-27 кг/а.е.м. = 1,150891*10^-26 кг
Далее, для расчета энергии связи ядра лития нужно знать массу связанного ядра. Это можно сделать вычитанием массы отдельных частиц (протонов и нейтронов) от общей массы ядра:
Масса связанного ядра = 6,938 а.е.м. - (масса 3 протонов + масса 4 нейтронов)
Масса одного протона равна 1,007 a.m.u., а масса одного нейтрона - 1,008 a.m.u.
Масса связанного ядра лития = 6,938 - (3 * 1,007 + 4 * 1,008) a.m.u.
Масса связанного ядра лития = 6,938 - (3,021 + 4,032) a.m.u.
Масса связанного ядра лития = 6,938 - 7,053 a.m.u.
Масса связанного ядра лития = -0,115 a.m.u.
Важно отметить, что энергия связи ядра связана с дефектом массы и может быть рассчитана по формуле:
Энергия связи ядра = (дефект массы) * (скорость света)^2
где скорость света примерно равна 3 * 10^8 м/с.
Дефект массы можно рассчитать, зная массу связанного ядра (в данном случае лития) и массы отдельных частиц (протонов и нейтронов).
Дефект массы = (масса связанного ядра - масса протонов - масса нейтронов)
Дефект массы = (-0,115 - 3,021 - 4,032) a.m.u.
Дефект массы = -7,168 a.m.u.
Преобразуем дефект массы в кг, учитывая, что 1 а.е.м. = 1,6605*10^-27 кг:
Дефект массы = -7,168 * 1,6605*10^-27 кг/а.е.му
Дефект массы = -1,1907612*10^-26 кг
Наконец, рассчитаем энергию связи ядра лития:
Энергия связи ядра = (дефект массы) * (скорость света)^2
Энергия связи ядра = (-1,1907612*10^-26) * (3 * 10^8)^2 Джоулей
Энергия связи ядра лития = -1,07168508*10^-5 Джоулей
Ответ: Энергия связи ядра лития составляет примерно -1,07168508*10^-5 Джоулей (округляем до 10^-5 Джоулей).