Какова энергия, освобожденная в процессе формирования 1 кг ядер фтора 22:9F из свободных нуклонов? Масса ядра изотопа

Zvezdopad

49

Для решения этой задачи, нам потребуется знание о массовых дефектах и связанной с ними энергии по формуле Эйнштейна E=mc^2, где E-энергия, m-масса, c-скорость света.

Сначала найдем массу свободных нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре фтора 22:9F.
Масса ядра изотопа фтора равна mя = 22,00299 а.е.м.
Масса свободного протона равна mp = 1,00728 а.е.м.
Масса свободного нейтрона составляет mn = 1,00866 а.е.м.

Общая масса свободных нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре фтора 22:9F равна:
mнуклонов = 9 * mn + 22 * mp.

Теперь найдем массовый дефект ядра (разницу между массой ядра и массой свободных нуклонов):
mдефект = mя - mнуклонов.

Подставим значения:
mдефект = 22,00299 - (9 * 1,00866 + 22 * 1,00728).
mдефект ≈ 22,00299 - (9,07894 + 22,16016).
mдефект ≈ 22,00299 - 31,2391.
mдефект ≈ -9,23611 а.е.м.

Теперь, используя формулу Эйнштейна, мы можем вычислить энергию, освобожденную в процессе формирования 1 кг ядер фтора 22:9F из свободных нуклонов.

Е = mдефект * с^2.

Константа скорости света равна c = 3 * 10^8 м/с.

Подставим значения:
Е = (-9,23611) * (3 * 10^8)^2.
Е ≈ (-9,23611) * (9 * 10^16).
Е ≈ -8,312499 * (10^16).
Е ≈ -8,312499 * (10^14) * (10^2).
Е ≈ -8,312499 * (10^14+2).
Е ≈ -8,312499 * (10^16).
Е ≈ -83,12499 * (10^15).

Таким образом, энергия, освобожденная в процессе формирования 1 кг ядер фтора 22:9F из свободных нуклонов, равна примерно -83,12499 × 10^15 Юлей.