![]() |
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Деффект массы атомных ядер. Энергия связи.
Так как нуклоны в ядре связаны ядерными силами, то чтобы разделить ядро на составляющие протоны и нейтроны надо затратить большую энергию. Такая же энергия освобождается, если свободные протоны и нейтроны объединяются и образуется ядро. Эта энергия называется энергией связи ядра. Согласно теории относительности Эйнштейна энергии соответствует масса. Поэтому масса ядра должна быть меньше суммы масс составляющих его свободных протонов и нейтронов. Разность между суммой масс покоя свободных протонов и нейтронов, из которых образовано ядро и массой ядра называется дефектом массы ядра. Энергия связи равна: Есв = С2 × Dm Dm – дефект массы ядра. Энергию связи выражают в мегаэлектронвольтах (МэВ) (МэВ=106 ЭВ). Поскольку атомная единица массы (а. е. м.) равна 1, 66 × 10-27 кг, можно определить соответствующую ей энергию:
Проведем энергетический расчет ядерной реакции превращения радия в радон: Большое значение имеет энергия связи, приходящаяся на 1 нуклон. Чем она больше, тем прочнее ядро. Наиболее прочные средние ядра. Легкие ядра недостаточно используют свои энергии связи. Тяжелые ядра ослабляют кулоновскими силами отталкивания, которые в отличии от ядерных действуют между всеми нуклонами ядра. Отсюда следует важный вывод: энергия освобождается, когда образуются средние ядра. Это может быть при делении тяжелого ядра на два средних в атомных реакторах или же при синтезе среднего ядра из двух более легких. Это термоядерные реакции синтеза происходящие на солнце и звездах.
ЗАДАЧИ К БЛОКУ 25 1. Во что превращается изотоп тория Решение: При испускании a-частицы
2. При бомбардировке азота В данном случае происходит ядерная реакция с получением неизвестного изотопа Х. В ядерных реакциях сохраняется число нуклонов и заряд, поэтому сумма нижних и верхних индексов постоянна. По таблице Менделеева находим, что получается углерод: Таким образом:
3. Дописать ядерную реакцию: Определяем, что неизвестная частица имеет зарядовое число 1 и массовое 1, значит изотоп водорода
4. Найти энергию, соответствующую 1 а.е.м. Выразить ее в МэВ. Решение: Е = m c2 m = 1 а.е.м.= 1, 66 × 10-27 кг С = 3 × 108 м/с Е = 1, 66 × 10-27 × (3 × 108)2 = 14, 94 × 10-11 Дж 1 ЭВ = 1, 6 × 10-19 Дж Значит: Значит: 1 а.е.м. соответствует 931 МЭВ. 5. Вычислить энергию ядра трития, если масса протона mр = 1, 00814 а.е.м., масса нейтрона mn = 1, 00898 и масса атома трития А = 3, 01700 а.е.м. Дано: mр = 1, 00814 а.е.м mn = 1, 00898 А = 3, 01700 а.е.м. __________________ Есв –? Решение: Ядро трития: Значит дефект массы: Dm = 3, 02610 - 3, 01700 а.е.м. = 0, 00910 а.е.м.
т.к. 1 а.е.м - 931 МЭВ; то Есв = 931× Dm или Есв = 931× 0, 00910 (МЭВ) = 8, 5 МЭВ Ответ: 8, 5 МЭВ
6. Выделяется или поглощается энергия при реакции: Можно было вычислить энергию связи каждого ядра, но можно воспользоваться и специальной таблицей:
Суммарная масса ядер и частиц до реакции: 39, 2 + 28, 3 = 67, 5 МЭВ после реакции: 64, 7 + 0 = 64, 7 МЭВ Значит в такой реакции поглощается энергия: 67, 5 - 64, 7 = 2, 8 МЭВ 7. Определить энергию при реакции: до реакции: 2, 2 + 2, 2 = 4, 4 МЭВ после реакции: 8, 5 МЭВ энергия выделится: 8, 5 - 4, 4 = 4, 1 МэВ 8. Имеется 4 г. радиоактивного кобальта. Сколько граммов кобальта распадается за 216 суток, если его период полураспада 72 суток? Дано: m0 = 4 г t = 216 сут. Т = 72 сут. _________ Dm –? Решение: Так как масса вещества прямо пропорциональна числу атомов, то: Значит: Значит: Ответ: 3, 5 г. 9. Имеется 8 кг радиоактивного цезия. Определить массу нераспавшегося цезия после 135 лет радиоактивного распада, если его период полураспада равен 27 годам. Дано: m0 = 8 кг t = 135 лет Т = 27 лет __________ m -? Решение: Применим формулу закона радиоактивного распада для нераспавшегося цезия:
Ответ: 0, 25 кг. 10. Имелось некоторое количество радиоактивного изотопа серебра. Масса радиоактивного серебра уменьшилась в 8 раз за 810 суток. Определить период полураспада радиоактивного серебра. Дано:
t = 810 сут __________ Т -? Решение:
Ответ: 270 суток
11. Определить возраст древних деревянных предметов, если известно, что количество нераспавшихся атомов радиоактивного углерода в них составляет 80% от количества атомов этого углерода в свежесрубленном дереве. Период полураспада углерода 5570 лет. Дано: Т = 5570 лет ___________ t -? Решение:
Откуда: Ответ: 1800 лет.
БЛОК 26 Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-12; Просмотров: 3548; Нарушение авторского права страницы