Найти энергию реакции 5B10+0n1→5B1→3Li7+2He4

Предмет: Физика
Раздел: Ядерная физика (энергия ядерных реакций)

Условие задачи:

Рассматривается ядерная реакция:

^5_10B + ^1_0n \rightarrow ^5_11B^* \rightarrow ^7_3Li + ^4_2He

Требуется найти энергию ядерной реакции.

Шаг 1: Понимание реакции

Это ядерная реакция, в которой бор-10 захватывает нейтрон, образуется возбужденное состояние бора-11, которое затем распадается на литий-7 и альфа-частицу (гелий-4).

Шаг 2: Закон сохранения массы и энергии

Энергия реакции (также называемая Q-значением) определяется как разность масс исходных и конечных частиц, умноженная на c^2:

Q = \left( m_{\text{исходные}} - m_{\text{продукты}} \right) \cdot c^2

Поскольку мы выражаем энергию в МэВ, удобно использовать атомные массы и перевод:

1 \text{ а. е. м.} = 931.5 \text{ МэВ}

Шаг 3: Табличные значения масс (в а.е.м.)

• Масса ^5_10B: 10.012937 а.е.м.
• Масса нейтрона ^1_0n: 1.008665 а.е.м.
• Масса ^7_3Li: 7.016004 а.е.м.
• Масса ^4_2He (альфа-частица): 4.002603 а.е.м.

Шаг 4: Находим массу исходных и конечных частиц

Исходные:

m_{\text{исх}} = m(^5_10B) + m(^1_0n) = 10.012937 + 1.008665 = 11.021602 \text{ а.е.м.}

Продукты:

m_{\text{прод}} = m(^7_3Li) + m(^4_2He) = 7.016004 + 4.002603 = 11.018607 \text{ а.е.м.}

Шаг 5: Разность масс

\Delta m = m_{\text{исх}} - m_{\text{прод}} = 11.021602 - 11.018607 = 0.002995 \text{ а.е.м.}

Шаг 6: Энергия реакции

Q = \Delta m \cdot 931.5 = 0.002995 \cdot 931.5 \approx 2.79 \text{ МэВ}

Ответ:

Энергия реакции составляет 2.79 \text{ МэВ}

Если остались вопросы по шагам — с радостью поясню!