Какая энергия освобождается при расщеплении одного ядра U92235 на два осколка, если выделяется энергия 200 МэВ? Какая

Радио

58

Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон энергии, описанный формулой \(E = mc^2\), где \(E\) - энергия, \(m\) - масса, \(c\) - скорость света (\(c \approx 3 \times 10^8\) м/с).

1. Расщепление ядра:
Дано, что при расщеплении одного ядра U-235 выделяется энергия 200 МэВ (мегаэлектронвольт - единица измерения энергии в ядерной физике). Это значит, что в результате расщепления одного ядра выделяется энергия равная 200 МэВ. Так как каждый осколок получает равные доли этой энергии, поэтому энергия, выделяемая на каждый осколок, равна половине от общей энергии. Итак, энергия, освобождаемая на каждый осколок, будет равна 100 МэВ.

2. Полное "сжигание" изотопа:
Так как молекулярная масса U-235 составляет 235 г/моль, мы можем вычислить количество молей этого изотопа, используя данную нам массу 12,3 г. Для этого делим массу на молярную массу:
\[\text{Количество молей} = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}} = \frac{12,3}{235} \approx 0,05234 \text{ моль}\]

Для расчета энергии освобождающейся при полном "сжигании" этого изотопа, мы умножаем количество молей на общую энергию, выделяемую на каждый моль, то есть 100 МэВ (как мы вычислили ранее). Переведем энергию в джоули, учитывая, что 1 электронвольт равен приблизительно \(1,6 \times 10^{-19}\) джоуля.
\[\text{Энергия} = \text{Количество молей} \times \text{Энергия на моль} = 0,05234 \text{ моль} \times 100 \times 10^6 \times 1,6 \times 10^{-19} \approx 8,376 \times 10^{-15} \text{ Дж}\]

Теперь, чтобы записать это значение в стандартной форме \(a \times 10^n\), округлим значение до десятых:
\[8,376 \times 10^{-15} \approx 8,4 \times 10^{-15} \text{ Дж}\]

Итак, энергия, освобождаемая при полном "сжигании" 12,3 г U-235, составляет примерно \(8,4 \times 10^{-15}\) Дж.