Определите дефект массы ядра \( ^6_3Li \). Выделяется или поглощается энергия при бомбардировке таких ядер ядрами дейтерия (\( ^2_1H \)): \(^6_3Li + ^2_1H \to ^4_2He + ^4_2He\)?
Массы ядер: \( ^6_3Li = 6,0135 \, \text{а. е. м.} \), \( ^4_2He = 4,0015 \, \text{а. е. м} \).
Определите дефект массы ядра \( ^6_3Li \). Выделяется или поглощается энергия при бомбардировке таких ядер ядрами дейтерия (\( ^2_1H \)):
\(^6_3Li + ^2_1H \to ^4_2He + ^4_2He\)
Данные:
- Масса ядра \( ^6_3Li = 6,0135 \, \text{а. е. м.} \),
- Масса ядра \( ^4_2He = 4,0015 \, \text{а. е. м} \).
Вычислим дефект массы исходного ядра \( ^6_3Li \):
Суммарная масса нуклонов ядра \( ^6_3Li \):
\(Z m_p + N m_n = 3 \cdot m_p + 3 \cdot m_n,\)
где \( m_p \approx 1,0078 \, \text{а. е. м.} \), \( m_n \approx 1,0087 \, \text{а. е. м.} \).
\(\text{Масса нуклонов: } 3 \cdot 1,0078 + 3 \cdot 1,0087 = 6,0495 \, \text{а. е. м.}.\)
Реальная масса ядра: \( m_{\text{ядра}} = 6,0135 \, \text{а. е. м.} \).
\(\Delta m = 6,0495 - 6,0135 = 0,0360 \, \text{а. е. м}\).
Рассчитаем дефект массы для реакции:
Масса исходных частиц:
\(m_{\text{исх}} = m(^6_3Li) + m(^2_1H) = 6,0135 + 2,0141 = 8,0276 \, \text{а. е. м.}.\)
Масса продуктов реакции:
\(m_{\text{прод}} = 2 \cdot m(^4_2He) = 2 \cdot 4,0015 = 8,0030 \, \text{а. е. м.}.\)
Дефект массы реакции:
\(\Delta m = m_{\text{исх}} - m_{\text{прод}} = 8,0276 - 8,0030 = 0,0246 \, \text{а. е. м}\).
Рассчитаем энергию, выделяющуюся в реакции:
\(E_{\text{св}} = \Delta m \cdot 931,5 \, \text{МэВ}.\)
\(E_{\text{св}} = 0,0246 \cdot 931,5 \approx 22,92 \, \text{МэВ}\).
Ответ:
1. Дефект массы ядра \( ^6_3Li \) составляет \( 0,0360 \, \text{а. е. м.} \).
2. Энергия в реакции выделяется (около \( 22,92 \, \text{МэВ} \)), так как суммарная масса продуктов реакции меньше массы исходных ядер.
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 9 класс.
Aвторы:
Гутник Е.М., Иванов А.И., Перышкин И.М.
Задание
Определите дефект массы ядра \( ^6_3Li \). Выделяется или поглощается энергия при бомбардировке таких ядер ядрами дейтерия (\( ^2_1H \)): \(^6_3Li + ^2_1H \to ^4_2He + ^4_2He\)? Массы ядер: \( ^6_3Li = 6,0135 \, \text{а. е. м.} \), \( ^4_2He = 4,0015 \, \text{а. е. м} \).