Каково уравнение реакции расщепления ядра бора после захвата нейтрона? Какова энергия Q, высвобождаемая при этой

Zimniy_Mechtatel

25

Уравнение реакции расщепления ядра бора после захвата нейтрона можно записать следующим образом:

\[B^{10} + n^1 \rightarrow H^{1} + \alpha^{4} + Q\]

В данном уравнении, \(B^{10}\) - ядро бора-10 (10-ид), \(n^1\) - нейтрон, \(H^{1}\) - ядро водорода (протон), \(\alpha^{4}\) - ядро гелия (альфа-частица), а \(Q\) - энергия, высвобождаемая при реакции.

Энергия \(Q\) может быть рассчитана с использованием массовых дефектов ядерных частиц. Массовый дефект - это разница между суммарной массой реагентов до реакции и суммарной массой продуктов после реакции.

Массовые числа для каждого ядра:

\(m(B^{10}) = 10.0129\) г/моль
\(m(n^1) = 1.00867\) г/моль
\(m(H^{1}) = 1.007825\) г/моль
\(m(\alpha^{4}) = 4.001506\) г/моль

Суммарная масса реагентов:

\(m(B^{10}) + m(n^1) = 10.0129 + 1.00867 = 11.02157\) г/моль

Суммарная масса продуктов:

\(m(H^{1}) + m(\alpha^{4}) = 1.007825 + 4.001506 = 5.009331\) г/моль

Массовый дефект:

\(\Delta m = (m(B^{10}) + m(n^1)) - (m(H^{1}) + m(\alpha^{4})) = 11.02157 - 5.009331 = 6.012239\) г/моль

Теперь, мы знаем, что массовый дефект связан с энергией через формулу Эйнштейна \(E = \Delta m \cdot c^2\), где \(c\) - скорость света.

Скорость света \(c = 3.00 \times 10^8\) м/с.

Подставляя известные значения в формулу, мы можем рассчитать энергию \(Q\):

\(Q = (6.012239 \, \text{г/моль}) \cdot (3.00 \times 10^8 \, \text{м/с})^2 = 5.41 \times 10^{-3}\) Дж/моль

Таким образом, уравнение реакции расщепления ядра бора после захвата нейтрона выглядит следующим образом:

\[B^{10} + n^1 \rightarrow H^{1} + \alpha^{4} + 5.41 \times 10^{-3} \, \text{Дж/моль}\]

Энергия \(Q\), высвобождаемая при этой реакции, равна \(5.41 \times 10^{-3}\) Дж/моль.