В задании дана ядерная реакция, в которой должен участвовать неизвестный нуклид (представлен вопросительным знаком), а также ядра водорода (нуклид 1H) и гелия (нуклид 4He).
Для начала, давайте посмотрим на сохранение заряда и числа нуклонов в реакции. Изначально, я прошу вас обратить внимание, что заряд справа и слева должен быть равным, а также количество нуклонов (протонов и нейтронов) должно быть равным.
Составим уравнение:
? + 11H → 24He + 24He
На левой стороне у нас есть неизвестный нуклид и 11H (нуклид водорода с атомным номером 1). Посмотрим на количество протонов и нейтронов в этой части уравнения. У нуклида должно быть в себе 11 протонов и 12 нуклонов:
? = 11p + 12n
Теперь посмотрим на правую сторону уравнения. У нас есть два атома гелия (24He), каждый из которых содержит по 2 протона и 2 нейтрона. Значит, на правой стороне у нас должно быть 4 протона и 4 нейтрона:
24He + 24He = 4p + 4n
Теперь нам нужно определить неизвестный нуклид. Для этого, просто сложим коэффициенты протонов и нейтронов с обеих сторон уравнения:
? = 4p + 4n - 11p - 12n
? = -7p - 8n
Теперь мы знаем, что неизвестный нуклид состоит из 7 протонов и 8 нейтронов.
Таким образом, дописав ядерную реакцию, мы получаем:
7X + 11H → 24He + 24He
Теперь перейдем к второй части задания - вычислению энергетического выхода реакции. Для этого мы можем использовать формулу, которую я объясню шаг за шагом.
Начнем с суммарной массы исходных веществ и конечных продуктов реакции. Масса любого ядра выражается в атомных единицах массы (аму). Запишем массу каждого вида ядер:
Масса ? = 7p + 8n (аму)
Масса 11H = 11p + 0n (аму)
Масса 24He = 4p + 20n (аму)
Теперь вычислим массу исходных веществ и конечных продуктов:
Масса исходных веществ = 7p + 8n + 11p + 0n
Масса исходных веществ = 18p + 8n (аму)
Масса конечных продуктов = 4p + 20n + 4p + 20n
Масса конечных продуктов = 8p + 40n (аму)
Теперь найдем разницу масс исходных веществ и конечных продуктов:
Δm = Масса конечных продуктов - Масса исходных веществ
Δm = (8p + 40n) - (18p + 8n)
Δm = -10p + 32n (аму)
Таким образом, энергетический выход реакции будет равен изменению массы, умноженному на квадрат скорости света в вакууме (с^2), где с - скорость света в вакууме (2.998 x 10^8 м/c):
Энергетический выход (E) = Δm * c^2
E = (-10p + 32n) * (2.998 x 10^8)^2
У меня нет точных значений протонов и нейтронов в данном случае, поэтому я не могу дать вам конкретный числовой ответ, но я надеюсь, что вы понимаете последовательность действий и идею решения этой задачи.
Пожалуйста, спрашивайте, если у вас возникли вопросы!
В задании дана ядерная реакция, в которой должен участвовать неизвестный нуклид (представлен вопросительным знаком), а также ядра водорода (нуклид 1H) и гелия (нуклид 4He).
Для начала, давайте посмотрим на сохранение заряда и числа нуклонов в реакции. Изначально, я прошу вас обратить внимание, что заряд справа и слева должен быть равным, а также количество нуклонов (протонов и нейтронов) должно быть равным.
Составим уравнение:
? + 11H → 24He + 24He
На левой стороне у нас есть неизвестный нуклид и 11H (нуклид водорода с атомным номером 1). Посмотрим на количество протонов и нейтронов в этой части уравнения. У нуклида должно быть в себе 11 протонов и 12 нуклонов:
? = 11p + 12n
Теперь посмотрим на правую сторону уравнения. У нас есть два атома гелия (24He), каждый из которых содержит по 2 протона и 2 нейтрона. Значит, на правой стороне у нас должно быть 4 протона и 4 нейтрона:
24He + 24He = 4p + 4n
Теперь нам нужно определить неизвестный нуклид. Для этого, просто сложим коэффициенты протонов и нейтронов с обеих сторон уравнения:
? = 4p + 4n - 11p - 12n
? = -7p - 8n
Теперь мы знаем, что неизвестный нуклид состоит из 7 протонов и 8 нейтронов.
Таким образом, дописав ядерную реакцию, мы получаем:
7X + 11H → 24He + 24He
Теперь перейдем к второй части задания - вычислению энергетического выхода реакции. Для этого мы можем использовать формулу, которую я объясню шаг за шагом.
Начнем с суммарной массы исходных веществ и конечных продуктов реакции. Масса любого ядра выражается в атомных единицах массы (аму). Запишем массу каждого вида ядер:
Масса ? = 7p + 8n (аму)
Масса 11H = 11p + 0n (аму)
Масса 24He = 4p + 20n (аму)
Теперь вычислим массу исходных веществ и конечных продуктов:
Масса исходных веществ = 7p + 8n + 11p + 0n
Масса исходных веществ = 18p + 8n (аму)
Масса конечных продуктов = 4p + 20n + 4p + 20n
Масса конечных продуктов = 8p + 40n (аму)
Теперь найдем разницу масс исходных веществ и конечных продуктов:
Δm = Масса конечных продуктов - Масса исходных веществ
Δm = (8p + 40n) - (18p + 8n)
Δm = -10p + 32n (аму)
Таким образом, энергетический выход реакции будет равен изменению массы, умноженному на квадрат скорости света в вакууме (с^2), где с - скорость света в вакууме (2.998 x 10^8 м/c):
Энергетический выход (E) = Δm * c^2
E = (-10p + 32n) * (2.998 x 10^8)^2
У меня нет точных значений протонов и нейтронов в данном случае, поэтому я не могу дать вам конкретный числовой ответ, но я надеюсь, что вы понимаете последовательность действий и идею решения этой задачи.
Пожалуйста, спрашивайте, если у вас возникли вопросы!