Задания для самостоятельного решения

⇐ ПредыдущаяСтр 25 из 26Следующая ⇒

1 Написать недостающие обозначения в следующих ядерных реакциях:
? + ⁴₂He →¹⁰₅B + ¹₀n        ²₁H + γ →? + ¹₀n               ⁹₄Be + ⁴₂He →? + ¹₀n
²⁷₁₃Al + γ→ ²³₁₁Na + ?      ⁴¹₁₉K + ? → ⁴⁴₂₀Ca + ¹₁H   ⁵⁵₂₅Ma + ¹₁H →⁵⁵₂₆Fe + ?
⁶⁵₃₀Zn + ¹₀n →? + ⁴₂He     ¹⁴₇N + ¹₁H →? + ¹₀n           ? + ¹₁H →²⁴₁₂Mg + ⁴₂He

2 Определите энергетический выход ядерной реакции ₃Li⁷+₁H²⇒₄Be⁹+₀n¹.

3 В какое ядро превращается торий ²³⁴₉₀ Th при трех последовательных α-распадах?

4 Определить энергетический выход ядерной реакции ¹⁴₇ N +¹₁ H →¹²₆ C +²₄ He , если энергия связи у ядер азота 115,6 МэВ, углерода - 92,2 МэВ, гелия -28,3 МэВ.

Практическое занятие №22(1ч)

По теме «Термоядерные реакции. Повторение»

Цель: Обобщить основные понятия физических явлений, закрепить знания при решении задач.

Теория:

Термоядерные реакции − реакции слияния (синтеза) лёгких ядер, протекающие при высоких температурах. Эти реакции обычно идут с выделением энергии, поскольку в образовавшемся в результате слияния более тяжёлом ядре нуклоны связаны сильнее, т.е. имеют, в среднем, бoльшую энергию связи, чем в исходных сливающихся ядрах. Избыточная суммарная энергия связи нуклонов при этом освобождается в виде кинетической энергии продуктов реакции. Название “термоядерные реакции” отражает тот факт, что эти реакции идут при высоких температурах (>10⁷–10⁸К), поскольку для слияния лёгкие ядра должны сблизиться до расстояний, равных радиусу действия ядерных сил притяжения, т.е. до расстояний ≈10^-13см. А вне зоны действия этих сил положительно заряженные ядра испытывают кулоновское отталкивание. Преодолеть это отталкивание могут лишь ядра, летящие навстречу друг другу с большими скоростями, т.е. входящие в состав сильно нагретых сред, либо специально ускоренные.

Ниже приведены несколько основных реакций слияния ядер и указаны для них значения энерговыделения Q. d означает дейтрон − ядро ²Н, t означает тритон – ядро ³Н.

d + d → ³He + n + 4.0 МэВ,
d + d → t + p + 3.25 МэВ,
t + d → ⁴He + n + 17.6 МэВ,
³He + d → ⁴He + p + 18.3 МэВ.

На Земле самоподдерживающиеся термоядерные реакции с выделением огромной энергии осуществлялись в течение очень короткого времени (10^-7–10^-6 сек) при взрывах водородных бомб. Одной из основных термоядерных реакций, обеспечивающих энерговыделение при таких взрывах, является реакция слияния двух тяжёлых изотопов водорода (дейтерия и трития) в ядро гелия с испусканием нейтрона: 2Н + ³Н ⁴Не + n. При этом освобождается энергия 17.6 МэВ.

Задача 1 При осуществлении термоядерной реакции синтеза ядра гелия из ядер изотопов водорода – дейтерия и трития – по схеме освобождается энергия 17,6 МэВ. Какая энергия освободится при синтезе 1 г гелия? Сколько каменного угля потребовалось бы сжечь для получения такой же энергии?

Дано:

_____________________________

Решение:

Для нахождения энергии, выделяющейся при синтезе 1 г гелия, нужно умножить выход ядерной реакции на число осуществленных реакций, равное числу атомов гелия в 1 г: