Есеп шығару үлгісі. №1.Мына реакцияның энергиясын табу керек:4Be9+1H1

№1. Мына реакцияның энергиясын табу керек:4Be⁹+1H¹

→2He⁴ + 3Li⁶

Егер протонның кинетикалық энергиясы _H^K = 5,45 Мэв, гелий ядросының энергиясы _H^K_е= 4 Мэв белгілі болып, протон соқтығысқаннан кейін, гелий ядросының бағыты протон қозғалыс бағытынан 90 бұрылады. Нысаналы – ядро (4Be⁹) тыныштықта.

Берілгені:

E_H^K= 5,45 Мэв

E_H^K_е= 4 Мэв

= 90

Табу керек: Q -?

Шешуі: Q –реакция кезінде бөлінетін энергия,яғни реакциякезінде алынған ядро – өнімдерінің кинетикалық энергияларының жиынтығымен соқтығысатын ядроның кинетикалық энергиясының айырымын береді:

~ 239 ~

(4) – теңдікке сан мəндерін қою арқылы реакция энергиясын анықтайық (m-ді массалық сан ретінде пайдаланайық):

Q= 931,4 (10,01294 + 4,00260) – (13,00574 + 1,00866) = 931,4 (14,01554 – 14,01440)= 1,06 Мэв.

№3. Бор(5B¹⁰)ядросы нейтронды қармау нəтижесінде литий(Li) мен гелий (He) ядроларына жіктеледі. Осы реакцияны жазып, реакция кезінде бөлінетін реакция энергиясын тап.

Берілгені:

5B¹⁰ – 0n¹

Табу керек: Q -?

Шешуі: Бор ядросы жылулық нейтронмен соқтығысқанда(нейтрон жылдамдығы өте аз шама) оны қармайды, нəтижесінде

(Li) литий мен (He) ядролары түзіледі:

5B¹⁰ + 0n¹ → 3Li⁷ + 2He⁴

Алдыңғы есептердегідей толық реакция энергиясын табамыз:

1,00866) – (7,01600 + 4,00260) =2,79Мэв

№4. Уран реакторының қуаты1Мвт,уран ядросы бөлінгендеəрбір ядродан 200 Мэв энергия бөлініп шығатын болса, онда ол 1 сағатта қанша U²³⁵ пайдаланады?

Берілгені:

P= 1Мвт

t= 1сағ= 3600c

E 200Мэв

Табу керек: m -?

Шешуі: Есептің шарты бойынша реактордың қуаты1Мвт,

№5. Бор(5В¹⁰)ядросына альфа бөлшегі келіп соқтығысқанда,нəтижесінде екі жаңа ядро пайда болды. Бұл ядроның біреуі сутегі атомының ядросы (1Н¹). Екінші ядроның массалық санын,

~ 241 ~

ядролық реакцияның энергетикалық

Табу керек: zX^A-?

Шешуі: Белгісіз ядроныzX^Aдеп белгілеп,реакцияны

мынадай түрде жазамыз:

5B¹⁰ + 2H⁴ → zX^A + 1H¹

Массаның, зарядтың сақталу заңдарына сүйенсек, бұл реакция мынадай түрге келеді: 5B¹⁰ + 2He⁴→6C¹³ + 1H¹; A= 13;

Z= 66С¹³-көміртегінің изотопы.

Ядролық реакцияның энергетикалық эффектісі мына формуламен анықталады (жоғарыда көрсетілгендей). Q= 931,4

(m_B m_H) – (m m_H)

Q= 931,4 (10,01294 + 4,00260) – (13,00747 + 1,00783) = 4,07

Мэв

№6. Литий(3Li⁷)изотопы ядросының байланыс энергиясынтабу керек.

Берілгені:

3Li⁷

Табу керек: ∆Е-?

Шешуі: Байланыс энергиясы∆Е=∆mc²(1)

мұндағы, ∆m - массалар ақауы, ол мынадай түрде анықталады:

∆m=Zmp+(A-Z)mn-Mя (2)

сонда берілген есеп бойынша ∆m=3·1,00814+4·1,00899-7,01823а.б.м.=0,04215а.б.м.

(1) формула бойынша ∆Е=0,04215·931Мэв=39,3Мэв. Осы энергия 3Li⁷ нуклондарға жіктеуге кетеді.

Білімгерлердің өздік жаттығу есептері №1. Төменде берілген ядролық реакция энергияларын

анықтаңдар:

1) 4Be⁹ + 1H²→5B¹⁰ + 0n¹ 2) ₃Li⁶ + ₁H²→₂He⁴ + ₂He⁴ 3) 3Li⁷ + 2He⁴→5B¹⁰ + 0n¹ 4) ₃Li⁷ + ₁H¹→₄Be⁷ + ₀n¹

5) 20Ca⁴⁴ + 1H¹→19K⁴¹ + 2He⁴

~ 242 ~

Көрсетілген реакциядағы энергиялар жұтылама, жоқ əлде бөлініп шыға ма түсіндір.

Жауабы: 1) 4,36Мэв бөлініп шығады.

2) 22,4 Мэв бөлініп шығады.

3) 2,80 Мэв – жұтылады.

4) 1,64 Мэв – жұтылады.

5) 1,05 Мэв – жұтылады.

№2. Ядролық реакцияBe⁹(n,) Be¹⁰болып,оныңBe⁹ядросының байланыс энергиясы 58,16 Мэв, ал Be¹⁰ ядросының байланыс энергиясы 64,98 Мэв екендігі белгілі болса, реакция энергиясы қандай болады?

Жауабы: 6,82Мэв.

№3. Ядролық реакция кезіндегі жұтылған энергияны тап.

4Be⁹ + 2He⁴ (6C¹³) 32He⁴ + 0n¹.

Жауабы: 1,56Мэв.

№4. Литий(Li⁷)ядросы реакция кезінде протонды қармап,екіальфа бөлшекке бөлінеді. Ядролық реакцияны жазыңдар жəне осы реакция кезіндегі бөлінетін энергияны анықтаңдар.

Жауабы: 3Li⁷+1H¹→22He⁴; 18,14Мэв.

№5. Бор(В¹⁰)ядросы нейтронды қармап,нəтижесінде литиймен гелий ядроларына жіктеледі. Реакцияны жазып, реакцияда бөлінетін энергиясын тап.

Жауабы: 2,78Мэв.

№6. Литий(Li⁶)изотобын дейтондармен атқылағанда екі-бөлшектер пайда болады. Осыдан 22,3 Мэв-ке тең энергия

бөлініп шығады. Дейтон мен -бөлшектің массаларын біле отырып, литий Li⁶ изотопының массасын табу керек.

Жауабы: 6,017а.б.м.

№7. Азот7N¹⁴изотопын нейтрондармен атқылаған кезде,

көміртегі ₆С¹⁴ изотопы пайда болады да, - радиоактивті болып

шығады. Осы екі реакцияның теңдеуін жазу керек.

Жауабы: 7N¹⁴+0n¹→6C¹⁴+1H¹;6C¹⁴→7N¹⁴+-1e⁰.

№8. а)Литий атомының(Li⁸),ядросының байланысэнергиясы 41,3 Мэв.

б) Көміртегі атомының (С¹⁰) ядросының бір нуклон үшін байланыс энергиясы 6,04Мэв.а.б.м бойынша массасын есептеп шығарыңдар.

~ 243 ~

Жауабы: а) 8,0225а.б.м;б) 10,0135а.б.м.

№9. Радиусы алюминий ядросынан(Al²⁷)бір жарым есе кіші,протондары мен нейтрондар саны бірдей ядроның байланыс энергиясын табу керек.

Жауабы: 4Ве⁸= 56,5Мэв.

№10. Егер жіктелген уранныңəрбір ядросынан200Мэвэнергия бөлінсе, онда массасы 1 г уран U²³⁵, жіктелгенде қанша энергия алуға болады?

Жауабы: 5,13 10²³Мэв= 82г Дж.