Какова энергия связи Em, требуемая для отделения нейтрона от ядра гелия 2He^4 и образования ядра 2He^3?

Мороженое_Вампир

39

Чтобы решить эту задачу, давайте вспомним некоторые основные понятия ядерной физики.

Энергия связи ядра (Em) - это энергия, которая требуется для разрыва ядра на его составные части (протоны и нейтроны) или для образования ядра путем объединения нуклонов. В данной задаче мы должны определить энергию связи, необходимую для отделения нейтрона от ядра гелия \(He^4\) и образования ядра \(He^3\).

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу энергии связи ядра:

\[Em = (Z \cdot m_p + (A-Z) \cdot m_n - m_c) \cdot c^2\]

где:

- Em - энергия связи ядра
- Z - количество протонов в ядре
- A - количество нуклонов в ядре (сумма протонов и нейтронов)
- \(m_p\) - масса протона
- \(m_n\) - масса нейтрона
- \(m_c\) - масса ядра
- c - скорость света

В данной задаче ядро гелия \(He^4\) состоит из 2 протонов (Z=2) и 2 нейтронов (A-Z=2), поэтому A=4. Масса протона (\(m_p\)) равна примерно 1.007276 атомных единиц массы (а.е.м.), а масса нейтрона (\(m_n\)) равна примерно 1.008665 а.е.м.

Таким образом, подставляя значения в формулу, получаем:

\[Em = (2 \cdot 1.007276 + 2 \cdot 1.008665 - 4.002603) \cdot c^2\]

Вычисляя численное выражение, получаем:

\[Em \approx 28.295 \text{ МэВ}\]

Таким образом, энергия связи, требуемая для отделения нейтрона от ядра гелия \(He^4\) и образования ядра \(He^3\), составляет около 28.295 МэВ (мегаэлектронвольт).