Задачи для самостоятельного решения

Задача 1. Определить энергию ядерных реакций:

1) ; 2).

Ответ: МэВ;МэВ.

Задача 2. Определить порядковый номер и массовое число частицы, обозначенной буквой х в символической записи ядерной реакции . Вычислить энергию данной реакции.

Ответ: ;Q = - 1,825 МэВ.

Задача 3. Определить энергию ядерных реакций:

1) ; 2). Освобождается или поглощается энергия в этих реакциях?

Ответ: = 2,8 МэВ; = 1,05 МэВ. Поглощается в обоих случаях.

Задача 4. При взаимодействии -кванта с дейтоном дейтон может распадаться на нуклоны. Написать уравнение ядерной реакции и определить минимальную энергию -кванта, способного вызвать такую реакцию.

Ответ: ;Е_min= 2,23 МэВ.

Задача 5. Определить энергию ядерной реакции , если известно, что энергия связи ядраравна 58,16 МэВ, а ядраравна 64,98 МэВ.

Ответ: Q = 6,82 МэВ.

Задача 6. Найти энергию ядерной реакции , если энергии связи ядраравна 104,66 МэВ, а ядраравна 105,29 МэВ.

Ответ: Q = 0,63 МэВ.

Задача 7. Определить суммарную кинетическую энергию ядер, образовавшихся в результате реакции , если кинетическая энергия дейтона равна 1,5 МэВ. Ядро-мишеньсчитать неподвижным.

Ответ: Е_k = 6,7 МэВ.

Задача 8. При ядерной реакции освобождается энергия 5,7 МэВ. Пренебрегая кинетическими энергиями ядерии принимая их суммарный импульс равным нулю, определить кинетические энергии ядер – продуктов реакции.

Ответ: МэВ;МэВ.

Задача 9. Пренебрегая кинетическими энергиями ядер дейтерия и принимая их суммарный импульс равным нулю, определить кинетические энергии и импульсы ядер – продуктов реакции

.

Ответ: МэВ;МэВ;

Задача 10. Найти энергии ядерных реакций:

1) ; 2).

Ответ: МэВ;= 23,8 МэВ.

Задача 11. Найти энергии ядерных реакций:

1) ; 2).

Ответ: МэВ;8,11 МэВ.

Задача 12. Найти наименьшее значение энергии  - кванта, достаточное для осуществления ядерной реакции .

Ответ: h = 2,2 МэВ.

Задача 13. Реакция идет при бомбардировке бора тепловыми нейтронами, скорость которых очень мала. 1) Найти энергию, выделяющуюся в этой реакции; 2) Считая ядронеподвижным и пренебрегая скоростями нейтронов, найти скорость и кинетическую энергию-частицы.

Ответ: 1) Q = 2,8 МэВ; 2) V = 9,3 ^. 10⁶ м/с, = 1,8 МэВ.

Задача 14. При бомбардировке ядер протонами образуются две-частицы. Энергия каждой -частицы в момент их образования равна 9,15 МэВ. Чему равна энергия бомбардирующих протонов?

Ответ: Е_p = 1 МэВ.

Задача 15. При бомбардировке ядра дейтонами образуются две-частицы, разлетающиеся симметрично под углом  к направлению скорости бомбардирующих дейтонов. 1) Найти кинетическую энергию образующихся -частиц, если известно, что энергия бомбардирующих дейтонов равна 0,2 МэВ; 2) Найти угол .

Ответ: 1) Е_k = 11,29 МэВ; 2)   87⁰.

Задача 16. Искусственный изотоп азота получается бомбардировкой ядер углеродадейтонами. 1) Написать уравнение ядерной реакции; 2) Найти количество тепла, поглощенное в этой реакции, и ее порог.

Ответ: 1) Q =  0,3 МэВ; 2) W_порог = 0,35 МэВ.

Задача 17. Найти суммарную кинетическую энергию продуктов реакции при пороговом значении кинетической энергии дейтонов. Ядра углерода считать неподвижными.

Ответ: Е = Е_порог + Q = 0,05 МэВ.

Задача 18. В верхних слоях атмосферы под действием космического излучения проходят две следующие реакции и. Определить частицуx в этих формулах и вычислить энергию каждой из этих реакций.

Ответ: Q₁ = 0,624 МэВ, х = ; Q₂ = 4,015 МэВ, х = .

Задача 19. Определить энергию быстрых нейтронов, возникающих в результате реакции .

Ответ: 5,31 МэВ.

Задача 20. Вычислить энергию ядерной реакции . Освобождается или поглощается эта энергия?

Ответ: Q = 18,6 МэВ. Высвобождается.

Задача 21. Сколько тепла выделяется при образовании 1 г из протонов и нейтронов?

Ответ: Q = 15,5.10²³ МэВ.

Задача 22. В результате распада плутония испустилась-частица и образовалось ядро . Затем эта-частица была захвачена ядром , в результате чего образовалось ядрои нейтрон. Определить кинетическую энергию нейтрона.

Ответ: Q = 1,84 МэВ.

Задача 23. Определить наименьшую кинетическую энергию -частицы, при которой возможна реакция .

Ответ: W_k = 1,59 МэВ.

Задача 24. Ядро атома фтора , захватывая нейтрон, превращается в ядро кислорода, излучая при этом частицу. Написать уравнение данной реакции и определить ее энергию.

Ответ: Q = - 5,76 МэВ.

Задача 25. Ядро атома серебра при облучении ядрами трития (тритонами) превращается в ядро атома палладия, излучая при этом -частицу. Написать уравнение ядерной реакции и определить ее энергию. Молярная масса природного палладия 105,90285 а.е.м.

Ответ: Q = 16,46 МэВ.

Задача 26. Найти тепловой эффект реакции , если известно, что энергия связи на один нуклон в ядрахиравны соответственно 5,6 и 7,06 МэВ/нуклон.

Ответ: Q = 17,28 МэВ.

Задача 27. Найти энергию термоядерных реакций.

1) ;

2)

Ответ: 1) Q = 18,3 МэВ; 2) Q = 4,02 МэВ.

Задача 28. Известно, что примерно на 6000 молекул обычной воды приходится 1 молекула тяжелой воды D₂О. Какая энергия выделится при сжигании всего дейтерия, содержащегося в 1 л воды, в термоядерном реакторе? Какому количеству бензина эквивалентен по энергии 1 л воды, если при сжигании 1 кг бензина выделяется 13 кВт ^- ч энергии?

Ответ: Q = 3,6 ^. 10³ кВт^-ч; т = 277 кг бензина.

Задача 29. Какое количество энергии выделится при образовании 1 кг гелия при термоядерной реакции синтеза дейтерия и трития? Какое количество угля необходимо сжечь для получения такого количества энергии? Калорийность угля 3 ^. 10⁷ Дж/кг.

Ответ: Q = 1,68 ^. 10¹² Дж.