Презентация по физике Решение задач "Ядерные реакции" (11 класс, физика)

Решение задач  «Ядерные реакции» Смирнова С.Г. учитель физики  МОУ «Луховский лицей»

Ядерные реакции 1. Какая энергия выделяется при ядерной реакции Энергия покоя лития 6533,8 МэВ, водорода – 938,3 МэВ, гелия 3728,4 МэВ.    Решение.  Энергия лития     6533,8 МэВ Li H 2 He 7 3   1 1 4 2 + Энергия водорода  – 938,3 МэВ ________________________________________ Сумма                       7472.1 МэВ Энергия гелия 2∙ 3728,4 МэВ = 7456.8 МэВ ΔЕ = 7472.1 МэВ  –   7456.8 МэВ = 15,3 МэВ = 2,45 пкДж

2. Излучение Солнца обусловлено энергией, выделяющейся при  термоядерной реакции превращения ядра водорода     в гелий      .  4 2He При этом образование одного ядра гелия сопровождается выделением  энергии 4,4∙10­12Дж. Запишите  ядерную реакция образования гелия. Чему  равна масса гелия, возникающего в Солнце ежесекундно, если мощность  излучения Солнца составляет 4∙10­26Вт? Масса ядра гелия 4∙10­27кг.  Ответ выразите в млн. тонн, округлив до десятков. 1 1H 2 1 H + H 2 1 He 4 2 Решение. Число образовавшихся ядер гелия за одну секунду равно  N  E c E р  26  4 10  4 2 10 ,  12 1 /с  38 0 952 10 1 ,  / с Масса гелия  m 38 0 952 10 ,   6 6 10кг 6 286 10 кг 630млн т ,  11  ,    27

Задача 3. Определите число нуклонов А и порядковый номер Z,  образующихся при двух ­ и двух ­превращениях урана        .  Решение. В результате двух ­распадов 238 92 U 238 92 U  234 90 X 1   4 2 He 230 88 X 2  4 2 He He  4 2 В результате двух ­распадов 224 88 X 2  224 89 X 3   e 0  1 224 90 X 4  0  1 e  0  1 e Итак, число нуклонов в ионии А = 224, число протонов Z = 90,  число нейтронов 134.  224 90I

Задача 4. Определите, в ядро атома какого элемента превращается  элемент полоний            при испускании ­частицы. Решение. 218 84Po 218 84 4 2 He A z   X Po А = 218 – 4 = 214 Z = 84 – 2 = 82 214 82Pb

200 80 Hg Задача 5. Определите энергию связи и удельную энергию связи в ядре  атома ртути          . Масса покоя ядра 200,028 а.е.м. Решение.  Число протонов Z = 80, число нейтронов – N = 200 – 80 = 120  Дефект масс : m = 80  1,007276 + 120  1,008665 – 200,028 = 1,594 а.е.м. 1 а.е.м. = 931,5 МэВ/с2 Есв.  1485 МэВ ≈ Удельная энергия связи Есв.уд = ΔЕсв/А  ≈  7,43 Мэв/нуклон

1 1 4 2 7 3  Задача 6. ЕГЭ.  Определите энергию, выделяющуюся при ядерной  реакции                               . Li + H 2( He) Удельная энергия связи у ядра атома изотопа лития 5,6 Мэв/нуклон,  у гелия 7,075 Мэв/нуклон. Решение. Выделенная энергия разности энергий связи Li и He. He  E св. A H e  Li E св. A Li   17,4            A L i  2 A He МэВ МэВ   МэВ   2 7,075 4  –  5,6 7    ( )   Е   56,6  –  39,2   Второй способ Масса вступивших в реакцию ядер: m1 = 7,01601 а.е.м. + 1,00783 а.е.м.= 8,02384 а.е.м. Масса образовавшихся двух ядер гелия: m2 = 2 ∙ 4,00260 = 8,00560 а.е.м. Разность масс Δm = m1 – m2 = 0,01864 а.е.м. Выделенная энергия равна ΔЕ = 0,01864 ∙ 931,5 МэВ = 17,4 МэВ.

Задача 7. Определите в какой момент времени число нераспавшихся  ядер изотопа  станет равным N = 1011, если в начальный момент число  ядер N0 = 1022?  Период полураспада равен 5730 лет. Решение.  N N 0 / N ) T lg( N lg 0 2 t   t T  2  5 2 09 10л ,  ет

Задача 8. При делении одного ядра изотопа урана 235 освобождается  Евыд = 200 МэВ энергии. Определите количество энергии,  выделяющееся при делении m = 20 кг урана. Решение. N  E  m M m M N M A  0 235 кг / моль , N A Е выд  1 025 10МэВ   ,  27