Какое количество энергии высвобождается (или поглощается) при происходящей ядерной реакции 24He + 49Be → 612C + 01n?

Пижон

17

Для решения этой задачи нам необходимо использовать формулу массо-энергетического эквивалента, известную как формула Эйнштейна \(E=mc^2\). В этой формуле \(E\) обозначает энергию, \(m\) обозначает массу, а \(c\) обозначает скорость света в вакууме.

Первым шагом нам необходимо найти разницу в массе до и после реакции. В начальных условиях у нас есть 24He и 49Be, а после реакции образуются 612C и 01n.

Масса 24He равна около 4 единиц массы протона (проктона), а масса 49Be равна приблизительно 8. Следовательно, суммарная масса входных частиц равна 12 единицам массы протона.

Масса образовавшегося 612C равна примерно 12 единиц массы протона, поскольку углерод состоит из 6 протонов и 6 нейтронов. Масса 01n, или нейтрона, примерно равна 1 единице массы протона.

Теперь мы можем вычислить разницу массы до и после реакции:
\[
\Delta m = \text{масса продуктов} - \text{масса реагентов} = (12 + 1) - 12 = 1
\]

Мы нашли, что разница в массе составляет 1 единицу массы протона.

Теперь, используя формулу Эйнштейна, мы можем вычислить энергию, высвобождающуюся в результате ядерной реакции:
\[
E = \Delta m \cdot c^2 = 1 \cdot c^2
\]

Скорость света в вакууме составляет примерно \(3 \times 10^8\) метров в секунду. Подставив это значение в формулу, мы получим:
\[
E \approx 1 \cdot (3 \times 10^8)^2 = 9 \times 10^{16} \, \text{Дж}
\]

Таким образом, при данной ядерной реакции высвобождается около \(9 \times 10^{16}\) джоулей энергии.

Этот ответ является приближенным, поскольку мы учитывали примерные значения массовых чисел и не учитывали возможные изменения массы ядра атома вследствие ядерной реакции. Однако, для ориентировочных расчетов этого достаточно.