1. В процессе данной ядерной реакции (3Li7 + 1H1 → 2 2He4), энергия выделяется или поглощается? 2. Если полураспад

Летучая_Мышь_2852

54

1. В процессе данной ядерной реакции (3Li7 + 1H1 → 2 2He4) энергия выделяется. Данный процесс является ядерной реакцией синтеза (также известной как термоядерный синтез), при которой более легкие ядра объединяются в более тяжелое ядро. В данной реакции два атомных ядра - 3Li7 (литий-7) и 1H1 (водород-1) - протекают через ядерные перестройки и превращаются в два атомных ядра 2He4 (гелий-4). При этом происходит выделение энергии.

Обоснование: При ядерной реакции происходит изменение биндинговой энергии – энергии, необходимой для разобщения нуклонов в атомных ядрах. В данной реакции энергия связи итоговых ядер (2 2He4) превышает энергию связи исходных ядер (3Li7 и 1H1), что означает, что энергия освобождается в процессе объединения легких ядер, что и является выделением энергии.

2. Чтобы определить через какое время 80% атомов распадется, нужно использовать полураспадный закон. Полураспадный период (T полураспада) - это время, за которое половина радиоактивных атомов изотопа распадется.

Формула для определения количества оставшихся атомов (N) в зависимости от времени (t), полураспадного периода (T) и начального количества атомов (N₀):

\[ N = N₀ \times (0.5)^(t/T) \]

Так как нам дано, что останется 80% атомов, то оставшиеся атомы будут составлять 20% от начального количества (80% - 100% = 20%).

Таким образом, мы можем записать уравнение:

\[ 0.2 \times N₀ = N₀ \times (0.5)^(t/T) \]

Решим это уравнение для времени (t):

\[ (0.5)^(t/T) = 0.2 \]

Применяя логарифмы к обоим сторонам уравнения и решая его, получим:

\[ t = T \times \log(0.2) / \log(0.5) \]

Подставив значение полураспадного периода T = 27,8 суток, мы можем вычислить время t.

3. Для определения энергии связи ядра атома урана (92U235) можно использовать массовый дефект и энергетический эквивалент по формуле Эйнштейна E = mc^2.

Массовый дефект (Δm) - это разница между суммарной массой связанных нуклонов в ядре атома урана и массой самого ядра. Массовый дефект можно рассчитать, умножив массовую разницу на квадрат скорости света (c^2):

\[ \Delta E = \Delta m \times c^2 \]

Формула для расчета энергетического эквивалента:

\[ E = \Delta E / N \]

Где N - количество нуклонов в ядре атома.

Дано, что атом урана содержит 92 протона и 143 нейтрона. Найдем массовый дефект по формуле:

\[ \Delta m = (92 \times m_p + 143 \times m_n) - m_{uranium} \]

Где m_p - масса протона, m_n - масса нейтрона, m_{uranium} - масса атома урана.

После вычисления массового дефекта (Δm) можно найти энергию связи ядра атома урана, подставив значения в формулу E = mc^2.

Напомню, что энергия связи ядра атома урана (92U235) будет выделяться при разделении его на более легкие ядра, но для расчета точного значения энергии связи требуется более подробная информация о массе каждого ядра.