Question

35 баллов. В результате захвата ядром лития-7 дейтрона образовалось 2 альфа частицы. Была ли реакция эндоэнергетической? Какой энергетический выход реакции? Учесть массы изотопов: изотоп лития – 7,01601 а.е.м., дейтрона – 2,0141 а.е.м., альфа частица – 4,0026 а.е.м.

Answer 1

Ответ:

955,2 МэВ

Объяснение:

m ⁷₃Li  = 7,01601 а.е.м.

m  ²₁d  = 2,0141 а.е.м.

m  ⁴₂He = 4,0026 а.е.м.

Q = ? мэв

Решение

⁷₃Li  +  ²₁d    --->   2 ⁴₂He  +   Q

   При грубом приближении масса частиц до реакции  больше, чем после:

(7 + 2) > 4 * 2.

   Значит, у продуктов реакции больше, чем у исходных ядер, кинетическая энергия и данная ядерная реакция не была эндоэнергетической, а, наоборот, экзоэнергетическая (с повышением энергии) и можно писать + Q

   Для точного вычисления энергетического выхода через дефект масс надо знать массы ядер, т.е. из данных в условии масс надо вычесть массы электронов: me = 0,000548 а.е.м.

масса ядра изотопа лития :  m( ⁷₃Li ) = 7,01601  - 3*0,000548 = 7,01601 - 0,001644 = 7,014366 а.е.м.

масса ядра гелия (α-частицы) : m (⁴₂He ) = 4,0026  - 2*0,000548 = 4,0026 - 0,001096 = 4,001504

дефицит массы: 7,014366 + 2,0141 - 2*4,001504 = 9,028466 - 8,003008 = 1,025458

энергетический выход: Q = 931,5Δm = 931,5 * 1,025458 ≈ 955,2 МэВ

Ответ: 955,2 МэВ

Примечание: 955,2  МэВ -это очень большая энергия. Возможно, в условии что-то не учтено?

Answer 2

Давайте рассмотрим данную реакцию и вычислим энергетический выход:

Ядро лития-7 (Li-7) + Дейтрон (D) → 2 Альфа-частицы (α)

Масса ядра лития-7 = 7,01601 а.е.м. Масса дейтрона = 2,0141 а.е.м. Масса альфа-частицы = 4,0026 а.е.м.

Исходная масса реагентов: 7,01601 а.е.м. + 2,0141 а.е.м. = 9,03011 а.е.м.

Масса продуктов: 2 * 4,0026 а.е.м. = 8,0052 а.е.м.

Разница в массе перед реакцией и после неё: 9,03011 а.е.м. - 8,0052 а.е.м. = 1,02491 а.е.м.

Так как масса после реакции меньше, чем масса перед реакцией, это говорит о том, что высвободилась энергия в ходе реакции. Следовательно, реакция является экзоэнергетической.

Чтобы вычислить энергетический выход (Q-значение) реакции, используем формулу:

Q = (масса перед реакцией) - (масса после реакции) * c^2,

где c - скорость света.

Подставляем значения:

Q = (9,03011 а.е.м. - 8,0052 а.е.м.) * (3 * 10^8 м/с)^2 ≈ 1,61 * 10^-11 Дж.

Таким образом, энергетический выход этой реакции составляет приблизительно 1,61 * 10^-11 Дж (джоулей), что соответствует значению энергии, высвобождающейся при образовании двух альфа-частиц.