Xác định khối lượng tính ra u của hạt nhân \( _{6}^{12}\textrm{C}\)
Xác định khối lượng tính ra u của hạt nhân
Vì đơn vị u có giá trị bằng 1/12 khối lượng của nguyên tử đồng vị nên khối lượng của nguyên tử là 12u.
→ Khối lượng tính ra u của hạt nhân là:
m = 12u – 6me = 12u – 6.5,486.10-4.u = 11,99670 u.
Xét phản ứng.
\( _{1}^{2}\textrm{H}\) + \( _{1}^{2}\textrm{H}\) → \( _{2}^{3}\textrm{He}\) + \( _{0}^{1}\textrm{n}\)
a) Xác định năng lượng tỏa ra bởi phản ứng đó (tính ra MeV và ra J)
b) Tính khối lượng đơteri cần thiết để có thể thu được năng lượng nhiệt hạch tương đương với năng lượng tỏa ra khi đốt 1kg than.
Cho biết: \( _{1}^{2}\textrm{H}\) = 2,0135 u
\( _{2}^{3}\textrm{He}\) = 3,0149 u
\( _{0}^{1}\textrm{n}\) = 1,0087 u
Năng lượng tỏa ra khi đốt 1 kg than là 30 000kJ.
Các hạt nhân có cùng số A và khác số Z được gọi là hạt nhân đồng khối, ví dụ: \( _{13}^{36}\textrm{S}\) và \( _{18}^{36}\textrm{Ar}\).
So sánh:
1. khối lượng
2. điện tích
của hai hạt nhân đồng khối.
Năng lượng liên kết của \( _{10}^{20}\textrm{Ne}\) là 160,64 MeV. Xác định khối lượng của nguyên tử \( _{10}^{20}\textrm{Ne}\).
Xét phản ứng phân hạch:
\( _{0}^{1}\textrm{n}\) + \( _{92}^{235}\textrm{U}\) → \( _{53}^{139}\textrm{I}\) + \( _{39}^{94}\textrm{Y}\) + 3\( \left ( _{0}^{1}\textrm{n} \right )\) + ɣ
Tính năng lượng toả ra khi phân hạch một hạt nhân 235U
Cho biết:
235U = 234,99332 u
139I = 138,89700 u
94Y = 93,89014 u
Cho rằng trong phản ứng phân hạch của một hạt nhân U 92 235 sau khi bắt nơtron thì năng lượng toả ra là 210 MeV. Tính tổng khối lượng (theo đơn vị khối lượng nguyên tử u) của các hạt được tạo ra trong phản ứng này.Lấy khối lượng của hạt nhân, tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử u bằng số khối của hạt nhân đó. Cho 1 u = 931 MeV/ c 2 ; c = 3. 10 8 m/s, khối lượng của hạt nhân U 92 235 là 234,9933 u và của nơtron là 1,0087 u.
Gọi Δm là độ hụt khối và ΔE là năng lượng toả ra trong phản ứng phân hạch, ta có :
∆ E = ∆ m c 2 ⇒ ∆ m = ΔE/ c 2 = 210MeV/ c 2
1u = 931MeV/ c 2
Do đó: ∆ m = 210u/930 = 0,2255u
Tổng khối lượng các hạt ríhân được tạo ra trong phản ứng này là :
Σ m = 234,9933u + 1,0087u - 0,2255u = 235,7765u.
Hạt nhân phóng xạ U 91 234 đứng yên phóng xạ α vào tạo ra hạt nhân con là X. Biết khối lượng các hạt nhân là: mU = 233,9904u, mα = 4,0015u, mX = 229,9737u và u = 931,5MeV/c 2 và quá trình phóng xạ không kèm theo γ. Xác định động năng của hạt X và hạt α?
A. Wα = 12,5 1MeV, WX = 1,65 MeV
B. Wα = 1,65 MeV, WX = 12,51 MeV
C. Wα = 0,24 MeV, WX = 13,92 MeV
D. Wα = 13,92 MeV, WX = 0,24 MeV
Đáp án D
+ Năng lượng của phản ứng: W = (mt – ms)c2 = 0,0152uc2 = 14,1588MeV
+ Bảo toàn năng lượng toàn phần: W = Wđ-sau – Wđ-trước = Wα+ WX => 14,1588 = Wα + WX (1)
+ Bảo toàn động lượng:
p 2 = 2 m W d ⇒ m α W α = m X W X ( 2 )
+ Giải hệ (1) và (2) ta được Wα = 13,92 MeV, WX = 0,24 MeV
Trên một số sao người ta tìm thấy các hạt nhân cacbon có vai trò xuất phát điểm của một chuỗi phản ứng tổng hợp (được gọi là chi trình CNO). Hãy hoàn chỉnh các phản ứng đó.
1. \( _{6}^{12}\textrm{C}\) + ? → \( _{7}^{13}\textrm{N}\)
2. \( _{7}^{13}\textrm{N}\) → \( _{6}^{13}\textrm{C}\) + ?
3. \( _{6}^{13}\textrm{C}\) + ? → \( _{7}^{14}\textrm{N}\)
4. \( _{7}^{14}\textrm{N}\) + ? → \( _{8}^{15}\textrm{O}\)
5. \( _{8}^{15}\textrm{O}\) → \( _{7}^{15}\textrm{N}\) + ?
6. \( _{7}^{15}\textrm{N}\) + \( _{1}^{1}\textrm{H}\) → \( _{6}^{12}\textrm{C}\) + ?
Phản ứng:
\( _{3}^{6}\textrm{Li}\) + \( _{1}^{2}\textrm{H}\) → 2\( \left ( _{2}^{4}\textrm{He} \right )\)
tỏa năng lượng 22,4 MeV. Tính khối lượng nguyên tử của \( _{3}^{6}\textrm{Li}\). (Khối lượng nguyên tử của \( _{1}^{2}\textrm{H}\) và \( _{2}^{4}\textrm{He}\) lần lượt là 2,01400u và 4,00150u).