Как найти дефект массы нейтрона

Дефект массы ядра. Возникновение дефекта массы, энергии связи, ядерных сил. Солнечные нейтрино.

    В данной работе представлен механизм возникновения дефекта массы нейтрона, наличие которого является непременным условием для появления энергии связи и ядерных сил.

 Часть 1. Введение.

   1.2. Механизм возникновения дефекта массы представлен на примере первой реакции протон-протонного цикла — образование дейтрона, которая в литературе описывается простой формулой: p + р = D + е⁺ + ve + 0,42 МэВ. Однако данная формула требуют более детального рассмотрения, поскольку два протона никогда и ни при каких условиях не могут образовать дейтрон, из-за:

а) наличия кулоновских сил отталкивания между однозарядными протонами;

б) отсутствия нейтрона, который обязан быть в наличии;

в) отсутствия энергии связи, которая связывала бы протон и нейтрон. 

Анализ этих требований (условий) приводит к очень простому выводу: образование дейтрона возможно только при контакте протона и «готового» нейтрона и при наличии дефекта массы у одного из них.

   1.3. В недрах звезд (и Солнца) свободные («готовые») нейтроны отсутствуют, хотя и существуют два «классических» процесса превращения протона в нейтрон: бета-плюс-распад и электронный захват. Эти процессы являются энергозатратными и требуют подвода энергии извне: 2,48 МэВ — при бета-плюс-распаде  и 1,46 МэВ — при электронном захвате.
   Однако, несмотря на то, что в недрах звезд имеется значительное количество электронов и энергии в виде гамма-квантов, которые выделяются в результате термоядерных реакций, эти электроны и гамма-кванты в процессах превращения протона в нейтрон практически не принимают участия. В противном случае это привело бы к незамедлительной нейтронизации всего вещества в зоне реакции. Поэтому происходящие в недрах звезд процессы превращения протона в нейтрон хотя и аналогичны классическим, но происходят по несколько другой схеме — без подвода энергии извне.
   А именно: в недрах звезд для энергозатратной перестройки протона в нейтрон используется материя оболочки (тела) этого протона, в результате чего образовавшиеся нейтроны  уже «изначально» имеют дефект массы.

   Процессы превращения протона в нейтрон с одновременным образованием дефекта массы приводятся ниже.

 Часть 2. Исходные данные.

   2.1. Протон. Протон (и водород) появляются в результате «разового» процесса образования видимой материи по единственно возможной в Природе схеме: электромагнитная волна → электрон-позитронная пара → дробные частицы → кварки, глюон → протон (водород). В настоящее время образование новых протонов не происходит, а в процессах термоядерного синтеза и нуклеосинтеза, происходящих в недрах звезд, используются только имеющиеся в наличии протоны. Водород является доминирующим веществом в нашей Вселенной, как по массе, так и по количеству атомов. Именно образующие водород частицы — протоны и электроны, стали основой для появления «стабильных» нейтронов и всей остальной видимой материи — элементов таблицы Менделеева. Протон является составной частицей и состоит из комбинации кварков uud (суммарный заряд +1) и оболочки (тела) из электронейтрального глюона. Итого: 1,80 + 1,80 + 3,1 + 931,57 = 938,27 МэВ.

   2.2. Нейтрон. Нейтрон является последней из четырех основных частиц (электрон-позитрон, протон-нейтрон) наличие которых определило появление элементов таблицы Менделеева. Однако в процессе образования видимой материи нейтрон не образуется (нет надобности), поскольку образование сложных ядер элементов таблицы Менделеева при появлении видимой материи не происходит, а для процесса образования звезд вполне достаточно одного водорода. Кроме того время жизни свободного нейтрона — 880 сек. «Устойчивые» нейтроны появляются только в недрах звезд в процессах термоядерного синтеза и при построении химических элементов таблицы Менделеева (нукеосинтезе). Здесь для их появления в энергогзатратных процессах (особенно на стадии красных гигантов) созданы «комфортные» условия и имеются возможности для их «сохранения» в составных ядрах. Нейтрон является составной частицей и состоит из электронейтральной комбинации кварков udd и оболочки (тела) из электронейтрального глюона. Итого: 1,80 + 3,1+ 3,1 + 931,57 = 939,57 МэВ.

   Примечание-2.1:
а) масса кварка u составляет 1,80 МэВ, кварка d — 3,10 МэВ, массы оболочек (тела) протона и нейтрона одинаковы и составляют 931,27 МэВ. Расчет массы кварков и материальные балансы протона и нейтрона приведены в работе «Появление видимой материи. Часть 2.3. Масса кварков»;

   2.3. Бета—плюс—распад. Процесс превращения протона в нейтрон энергозатратный, поэтому в зону реакции требуется подвод энергии в размере 2,48 МэВ. Указанная подводимая энергия затрачивается на перестройку кварка(u) в кварк(d), которая сопровождается увеличением массы частицы. Итого: протон (938,27) + энергия (2,48 МэВ) = нейтрон (939,57) + позитрон (0,51) + нейтрино (0,68).

   2.4. Электронный захват. Процесс также энергозатратный, поэтому кроме «готового» электрона в зону реакции требуется подвод энергии в размере 1,46 МэВ. Указанная подводимая энергия затрачивается на увеличение массы частицы. Итого: протон (938,27) + электрон (0,51) + энергия (1,46 МэВ) = нейтрон (939,57) + нейтрино (0,68).

   Примечание-2.2:
а) оба процесса энергозатратные и требуют подвода энергии. Однако в то же время они сопровождаются «встречным» выбросом энергии 0,68 МэВ в виде нейтрино, которые образуются в результате частичной аннигиляции дробной частицы (+2/3) и электрона (—3/3);
б) схемы, материальные балансы и описание процессов превращения протона в нейтрон при бета-процессах приведены в работе «Появление видимой материи. Раздел 3. Бета-распад. Пункты 3.2.1. и 3.2.2.».

   Часть 3. Возникновение дефекта массы.

   3.1. Механизм возникновения дефекта массы представлен на примере реакции образования дейтрона. Эта реакция начинает цепочку протон-протонного цикла, который является одним из наиболее вероятных механизмов освобождения энергии, в ходе происходящих в недрах звезд (и Солнца) термоядерных реакций при которых водород превращается в гелий.

   Эти реакции идут в центральной части Солнца (ядре), где температура достигает 15 млн. градусов, давление — свыше 100 млрд. атм., а плотность вещества — примерно 150 000 кг/м³.

   3.2. При таких параметрах расстояние между частицами составляет около 50 пикометров (без учета электронов). Несмотря на чудовищное давление, дальнейшему сжатию вещества и сближению частиц противодействуют кулоновские силы отталкивания протонов. В таких условиях классическое броуновское движение частиц (с распределением по скоростям) отсутствует, и все частицы находятся в состоянии относительного динамического равновесия, которое обусловлено балансом сил давления и отталкивания. Но даже в этих условиях все частицы испытывают непрерывные колебания, при которых они отклоняются от равновесного положения. При этом в некоторых случаях, преодолевая кулоновские силы отталкивания, происходят весьма значительные сближения двух протонов, что приводит к существенным напряжениям (и деформациям?) в их оболочках.

   По-видимому, такие сближения происходят не при перемещении отдельных протонов, а при «подвижке» относительно друг друга отдельных групп из многих частиц, в результате чего на один протон одновременно (и суммарно) действуют кулоновские силы нескольких частиц.

  3.3. В создавшейся ситуации эти два «напряженных» протона вынуждены адекватно реагировать, и они находят весьма простое и единственное решение, а именно: для снятия «невыносимых» напряжений в оболочках, кулоновское поле одного протона должно «исчезнуть». Поскольку это возможно только при смене заряда, то один из протонов (заряд +1) вынужден перестроиться в электронейтральный нейтрон. Превращение протона в нейтрон может происходить в двух случаях: при бета-плюс-распаде и при электронном захвате.

   3.4. Образование дефекта массы у нейтрона при бета-плюс-распаде.

   3.4.1. Происходящий в недрах звезд процесс превращения протона в нейтрон аналогичен классическому процессу бета-плюс-распада, но он происходит несколько иначе — без подвода энергии извне. См. рис.1.
Рис.1. Схема превращения протона в нейтрон при бета-плюс-распаде и образование дефекта массы у нейтрона.

   Процесс происходит в следующей последовательности:
а) протон в исходном состоянии. Напряжения и деформации в оболочке возрастают;
б) напряжения становятся закритическими. Начинается вынужденная перестройка протона в нейтрон, которая начинается с образования внутри протона электрон-позитронной пары. На это используется материя оболочки (тела) протона в количестве 2,48 МэВ (из них: 1,46 МэВ расходуется на увеличение массы кварка и 1,02 МэВ —  на образование электрон-позитронной пары). На схеме эта затраченная на перестройку материя условно показана в виде овала белого цвета (поз.1). Рождение электрон-позитронных пар внутри частиц (и за счет материи этих частиц) — это обычное (рядовое) явление, которое происходит в чрезвычайных ситуациях: при силовом воздействии на частицы, их разрушении, перестройке и т.д.
в) образовавшийся электрон (-1) вступает во взаимодействие с дробной частицей (+2/3) кварка u. В результате частичной аннигиляции выделяется нейтрино (0,68 МэВ) и появляется новая дробная частица (-1/3). Формируется кварк d. Перестройка комбинации кварков uud в комбинацию udd завершена. Нейтрино и «ненужный» позитрон покидают зону реакции.
г) образуется «дефектный» нейтрон, у которого масса на 2,48 МэВ меньше, чем у «обычного» нейтрона. На рисунке эта недостающая масса  нейтрона (образовавшийся дефект массы) условно изображен в виде выреза (поз.2).

   3.4.2. Таким образом, в результате бета-плюс-перестройки образовавшийся нейтрон уже «при рождении» имеет строго фиксированный начальный дефект массы в размере 2,48 МэВ. В этом случае процесс превращения протона в нейтрон может быть представлен следующей формулой:
p = nd + е⁺ + ve , или:   p (938,27) = nd (939,57 — 2,48) + e⁺ (0,51) + ve (0,68), 
где nd — нейтрон с начальным дефектом массы в размере 2,48 МэВ. (Здесь и далее дефект массы указывается с учетом энергетического эквивалента).

   3.5. Образование дефекта массы у нейтрона при электронном захвате.

   3.5.1. В солнечном веществе соотношение электронов и протонов составляет 1:1. Тем не менее, бета-превращения протона с захватом электрона происходят в незначительных количествах и их доля в цепочке протон-протонного цикла оценивается в размере около 0,23%. Это, по-видимому, связано с тем, что броуновское движение в Солнечном ядре практически отсутствует, а для классической реакции электронного захвата электрон должен обладать кинетической энергией.

   3.5.2. Происходящий в недрах звезд процесс превращения протона в нейтрон при электронном захвате аналогичен классическому процессу, но происходит без подвода энергии извне. См. рис.2.

Рис. 2. Схема превращения протона в нейтрон при электронном захвате и образование дефекта массы у нейтрона.

   3.5.3. Процесс также сопровождается появлением нейтрона с начальным дефектом массы и происходит в следующей последовательности: 

а) электрон сближается с протоном;

б) электрон «вдавливается» вовнутрь протона. Дальнейшая перестройка протона в нейтрон происходит без образования электрон-позитронной пары;

в) «готовый» электрон (-1) вступает во взаимодействие с дробной частицей (+2/3) кварка u. В результате частичной аннигиляции выделяется нейтрино (0,68 МэВ) практически монохромного спектра и появляется новая дробная частица (-1/3). Формируется кварк d. На увеличение массы кварка используется материя оболочки протона в количестве 1,46 МэВ. На схеме эта затраченная материя условно показана в виде овала белого цвета (поз.1).

г) перестройка комбинации кварков uud в комбинацию udd завершена. Образуется «дефектный» нейтрон, у которого масса на 1,46 МэВ меньше, чем у «обычного» нейтрона. На рисунке эта недостающая масса  нейтрона (образовавшийся дефект массы) условно изображен в виде выреза (поз.2).

   3.5.4. Таким образом, при электронном захвате образовавшийся нейтрон уже «при рождении» имеет строго фиксированный начальный дефект массы в размере 1,46 МэВ.

   Процесс превращения протона в нейтрон при электронном захвате может быть представлен следующей формулой:  p + e^—  = nd + ve
или: p (938,27) + e^— (0,51) = nd (939,57 — 1,46 МэВ) + ve (0,68),
где nd — нейтрон с начальным дефектом массы в размере 1,46 МэВ.

   3.6. При бета-перестройке протона в нейтрон одновременно происходят три важнейших события:

а) появляется нейтрон с «готовым» начальным дефектом массы;

б) у нейтрона с дефектом массы нарушается целостность оболочки, поэтому этот нейтрон в дальнейшем может сравнительно «спокойно» корректировать (увеличивать или уменьшать) свой дефект массы. При этом уже не требуется особых усилий и сложностей, как при образовании дейтрона. Например: при образовании гелия-3 (дейтрон присоединяет еще один протон) не требуется повторных сложных перестроек с образованием электрон-позитронных пар. Для появления необходимой энергии связи нейтрон просто дополнительно сбрасывает 5,5 МэВ своей массы;

в) резко меняется время жизни нейтрона. Свободный нейтрон является энергоизбыточной частицей, поэтому он в течение 880сек распадается с выделением энергии. Однако поскольку появившиеся в недрах звезд «дефектные» нейтроны имеют недостачу массы, то такие нейтроны автоматически становятся энергонедостаточными  и излишков энергии для перестройки кварка (d) в кварк (u) у них попросту нет. Поэтому их самопроизвольный распад становится весьма затруднительным и время жизни таких «дефектных» нейтронов становится несоизмеримо больше, чем время жизни одиночных нейтронов.

   3.7. Таким образом:

а) в недрах звезд при бета-перестройке протонов в нейтроны используется собственная материя оболочки (тела) протона, в результате чего все образовавшиеся нейтроны имеют строго фиксированный начальный дефект массы в размере 2,48 МэВ или 1,46 МэВ;

б) дефект массы нейтрона — это вполне реальная недостача материи оболочки нейтрона, которая была затрачена на перестройку протона в нейтрон и которая автоматически обеспечивает появление энергии связи (ядерных сил) между нуклонами и кластерами в ядрах атомов.

   Часть 4. Образование дейтрона.

   4.1. У образовавшегося электронейтрального нейтрона кулоновское поле отсутствует и уже ничто не мешает его дальнейшему сближению с протоном. Кроме того, поскольку нейтрон уже «при рождении» имеет дефект массы, то у этого «дефектного» нейтрона автоматически появляется энергия связи (энергетический эквивалент дефекта массы). Именно благодаря наличию этой энергии связи, обе частицы — протон и «дефектный» нейтрон объединяются в одну частицу — дейтрон.

   4.2. Однако образовавшиеся в недрах звезд нейтроны имеют строго фиксированный начальный дефект массы (энергию связи) в размере 2,48 МэВ (или 1,46 МэВ). Но в каждом атоме энергия связи между его частицами является строго индивидуальной величиной и для дейтерия она составляет 2,22 МэВ. Поэтому при образовании дейтрона возникает следующая ситуация:

а) энергия связи дейтрона точно определена и составляет 2,22 МэВ;

б) «дефектный» нейтрон после бета-плюс-распада имеет фиксированный начальный дефект массы в размере 2,48МэВ. Таким образом, у нейтрона имеется даже излишек энергии в размере 2,48 — 2,22 = 0,26 МэВ. Поэтому при образовании дейтрона должна произойти корректировка (в данном случае — уменьшение) имеющегося у нейтрона дефекта массы, например, за счет кинетической энергии объединяющихся частиц. См. рис.3.

Рис. 3. Схема—1 образования дейтрона.

   Процесс образования дейтрона происходит в следующей последовательности:

а) нейтрон и протон сближаются;
б) нейтрон имеет дефект массы в размере 2,48 МэВ, который больше необходимой 2,22 МэВ;
в) происходит корректировка (уменьшение) дефекта массы нейтрона на 0,26 МэВ за счет кинетической энергии частиц;
г) протон и «дефектный» нейтрон объединяются в одну частицу — дейтрон.

   4.3. Процесс образования дейтрона может быть описан следующей формулой: p + nd + 0,26 МэВ = D, или:
p + p = D  + e⁺ + ve — 0,26 МэВ, или в общем виде:
p(938,27) + p(938,27) = D(1875,61) + e⁺(0,51) + ve(0,68) — 0,26МэВ.

   Примечание-4.1:

а) значения энергий (+0,68) и (- 0,26) суммировать нельзя, поскольку это не «голые» цифры, а абсолютно разные виды (сорта) энергии, которые выделяются на разных стадиях процесса (в разные промежутки времени). Энергия 0,68 МэВ (условно — энергия нейтрино) выделяется на начальной стадии процесса — при перестройке кварка (u) в кварк (d) и распределяется между позитроном и нейтрино. Энергия 0,26 МЭВ (условно — кинетическая энергия) потребляется на заключительной стадии процесса — при образовании дейтрона.

б) во всех источниках (например: Протон-протонный цикл. Википедия) указанная закономерность не учитывается и фигурирует рассчитанная по материальному балансу энергия в размере 0,42 МэВ. И только в Википедия-Deutsch просматривается попытка разобраться в существующей ситуации: в расчете появилась цифра 0,26 и дополнительно приведена (для сравнения?) довольно правильная схема цикла. К сожалению, сам расчет некорректен, но, тем не менее, прецедент имеется и попытка засчитана.

   4.4. Образование дейтрона при начальном дефект массы у нейтрона в размере 1,46 МэВ происходит по примерно аналогичной схеме:

а) энергия связи дейтрона точно определена и составляет 2,22 МэВ;
б) «дефектный» нейтрон после электронного захвата имеет фиксированный начальный дефект массы в размере 1,46МэВ. Таким образом, у нейтрона имеется недостача дефекта массы в размере 2,22 — 1,46 = 0,76 МэВ.

   Поэтому при образовании дейтрона предварительно должна произойти корректировка (в данном случае — увеличение) имеющегося у нейтрона дефекта массы (энергии связи), за счет дополнительного сброса 0,76МэВ массы своей оболочки. См. рис.4.

Рис. 4. Схема—2 образования дейтрона.

   В этом случае  процесс образования дейтрона происходит в следующей последовательности:

а) «дефектный» нейтрон и протон сближаются;
б) нейтрон имеет дефект массы в размере 1,46МэВ, который меньше необходимых 2,22 МэВ;
в) происходит корректировка дефекта массы за счет сброса материи оболочки нейтрона в размере 0,76 МэВ;
г) протон и «дефектный» нейтрон объединяются в одну частицу — дейтрон.

   4.5. Процесс образования дейтрона может быть описан следующей формулой:  p + nd — 0,76 МэВ = D, или p + p + e^— = D + ve + 0,76 МэВ, или в общем виде:
p (938,27) + p (938,27) + e^—(0,51) = D (1875,61) + ve (0,68) + 0,76МэВ.

   Примечание-4.2:

   1. Значения энергий (0,68) и (0,76) суммировать нельзя, поскольку это абсолютно разные виды (сорта) энергии, которые выделяются на разных стадиях процесса (в разные промежутки времени). Энергия 0,68 МэВ выделяется в виде нейтрино на начальной стадии процесса — при перестройке кварка (u) в кварк (d). Энергия 0,76 МЭВ выделяется на заключительной стадии процесса — при образовании дейтрона. Эта энергия выделяется в виде гамма-кванта или переходит в кинетическую энергию дейтрона.

   4.6. Таким образом:

а) в недрах звезд образование дейтрона происходит только при контакте протона и «готового» нейтрона, у которого имеется начальный дефект массы;

б) образование дейтрона происходит в два этапа:

   Этап—1. Образование нейтрона с фиксированным начальным дефектом массы в размере 2,48МэВ или 1,46МэВ.

   Этап—2. Объединение с протоном с одновременной корректировкой начального дефекта массы до «требуемых» 2,22МэВ;

в) при образовании дейтрона (протон + нейтрон) используется только имеющийся у нейтрона дефект массы. У протона дефекта массы не образуется.

Тема: Состав атомных ядер. Открытие позитрона и нейтрона. Ядерные силы. Дефект массы. Энергия связи атомных ядер.

1. Состав
атомных ядер

Изучение явления
радиоактивности привело к открытию
явления изотопии. Существование изотопов
было установлено еще в 1910 году английским
физиком Содди.

Для определения
масс ядер атомов применяются
масс-спектрографы и масс-спектрометры.

Атомное ядро
любого химического элемента состоит
из положительно заряженных протонов и
не имеющих электрического заряда
нейтронов.

Протон и нейтрон
являются двумя зарядовыми состояниями
ядерной частицы, называемой нуклоном.

Ядра атомов не
имеют ярко выраженных границ, так как
радиусы ядер атомов имеют условный
характер, следствии того, что нуклоны,
входящие в состав ядра, обладают волновыми
свойствами.

Ядра, имеющие
один и тот же заряд при различных массовых
числах, называются изотопами.

Изотопы ядер
данного химического элемента имеют
разное число нейтронов в ядре.

Дробные значения
атомных масс химических элементов
объясняются тем, что в естественном
состоянии химически чистые вещества
представляют собой смесь изотопов в
разных пропорциях.

Изотопы есть у
всех химических элементов: вещество
представляет собой смесь изотопов в
определенной пропорции. У некоторых
ядер есть только один стабильный изотоп,
а остальные радиоактивные; начиная с
z=84,
все изотопы элементов радиоактивны.

Приме изотопы
водорода, урана.

Разделить изотопы
с помощью химического анализа нельзя,
так как при химических реакциях происходит
перестройка электронных оболочек, а
ядра никаких изменений не испытывают.

Заряды одного и
того же элемента равны и химические
свойства изотопов одинаковы.

Для разделения
изотопов используется свойство различной
степени отклонения заряженных частиц
от прямолинейного движения в магнитных
и электрических полях в зависимости от
их масс.

2 Ядерные
силы

Силы, действующие
между протоном и нейтроном в ядре и
обеспечивающие существование устойчивых
ядер, называются ядерными силами.

Механизм сильного
взаимодействия между нуклонами состоит
в том, что в ядре постоянно происходит
превращение протона в нейтрон и нейтрона
в протон.

Ядерные силы
обладают следующими свойствами:

А) являются силами
притяжения;

Б) являются силами
короткодействующими, проявляются на
малых расстояниях между нуклонами;
обладают свойствами зарядовой
независимости: эти сила действующие
между двумя протонами, между двумя
нейтронами и между протоном и нейтроном,
одинаковы.

3 Дефект
массы. Энергия связи атомных ядер.
Энергетический выход ядерных реакций.

Дефект массы — это
разность между суммарной массой нуклонов,
не связанных между собой, когда они
находятся в свободном состоянии и
суммарной массой тех же нуклонов,
связанных между собой в ядре.

Дефект массы
возникает только в ядерных реакциях ,
происходящих с выделением энергии.

При
образовании ядра или при слиянии ядер
часть кинетической энергии протонов
преобразуется в энергию электромагнитного
излучения и в месте с этой энергией
уносится и часть массы.
.

Дефект
массы ядра определяется по формуле:
.

Энергия, которую
необходимо сообщить ядру атома, чтобы
разделить его на отдельные, не
взаимодействующие между собой нуклоны,
без сообщения им кинетической энергии,
называются энергией связи ядра атома.

Энергия связи
определяется по формулам:

Если
дефект массы выражен в кг, то
и
выражен в Дж;

Если
дефект массы выражен в а. е. м., то

и выражен в МэВ.

Энергетическим
выходом ядерной реакции называют
разность энергии покоя ядер и частиц
до реакции и после реакции.

Ядерные
реакции могут происходить с выделением

и поглощением энергии
.

Вопросы для
самопроверки:

1. Состав атомных
   ядер.

2. Что называется
   нуклоном?

3. Что называется
   изотопом?

4. Можно ли разделить
   изотопы с помощью химического анализа?

5. Какое свойство
   заряженных частиц применяют для
   разделения изотопов?

6. Какие силы называют
   ядерными силами?

7. Какими свойствами
   обладают ядерные силы?

8. Что такое дефект
   массы?

9. Что называется
   энергией связи атомного ядра?

10. Как найти дефект
    массы?

11. Как найти энергию
    связи?

12. Что называется
    энергетическим выходом ядерных реакций?

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Задачи на Состав атома и ядерные реакции с решениями

Формулы, используемые на уроках «Задачи на Состав атома, ядерные реакции и энергия связи атомного ядра».

Название величины	Обозначение	Единица измерения	Формула
Масса протона	mp	а.е.м	mp = 1,00728
Масса нейтрона	mn	а.е.м	mn = 1,00867
Число протонов	Z
Число нейтронов	N
Масса ядра	Mя	а.е.м
Дефект масс	Δm	а.е.м, кг	Δm = (Zmp + Nmn) – Mя
Энергия связи ядра	ΔE0	Дж	ΔE0 = Δmc2
Скорость света	c	м/с	c = 3•108

---

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

---

Задача № 1.
 Определите число электронов, протонов и нейтронов в атоме кислорода ₈O¹⁷.

---

Задача № 2.
 В результате α-pacnada ядро некоторого элемента превратилось в ядро радона ₈₆Rn²²². Что это был за элемент?

---

Задача № 3.
 На сколько уменьшилась энергия атома, если при переходе из одного энергетического состояния в другое атом излучил свет длиной волны 6,56 • 10^–7 м? 

---

Задача № 4.
 В какое ядро превращается торий  после трех последовательных α-распадов?

Ответ: 

---

Задача № 5.
 В какое ядро превращается сурьма  после четырех β-распадов?

Ответ: 

---

Задача № 6.
Каким образом можно осуществить давнюю мечту алхимиков средневековья — превратить ртуть в золото?

---

Задача № 7.
 Определите дефект масс и энергию связи ядра атома .

Ответ: 3,18 • 10^–27 кг; 28,6 • 10^–11 Дж.

---

Задача № 8.
 Выделяется или поглощается энергия при следующей ядерной реакции:  ?

Ответ: энергия поглощается.

---

Задача № 9.
 Вычислите энергию связи ядра лития ₃Li⁷. Масса ядра равна 7,01436 а.е.м.

---

Задача № 10.
Определите неизвестный продукт X каждой из ядерных реакций:

Решение:

---

Краткая теория для решения Задачи на Состав атома и ядерные реакции.

Алгоритм решения задачи на расчет энергии связи атомного ядра:
1. Определить количество протонов и нейтронов в ядре атома.
2. Вычислить дефект масс в атомных единицах массы.
3. Перевести атомные единицы массы в килограммы: 1 а.е.м. = 1,6605•10^-27 кг.
4. Вычислить энергию связи; ответ записать в стандартном виде.

Важные замечания:
1. Вычисления сложные, поэтому лучше их производить с помощью микрокалькулятора.
2. В ходе вычисления дефекта масс нельзя ничего округлять, иначе дефект масс обратится в ноль. Округлить можно только результат.

---

Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на Состав атома и ядерные реакции». Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к теме: ЗАДАЧИ на 
• Посмотреть конспект по теме ДИНАМИКА: вся теория для ОГЭ (шпаргалка)
• Вернуться к списку конспектов по Физике.
• Проверить свои знания по Физике.