Давай решим эти задачи вместе.
- Чтобы определить, какая частица испускается в результате данной ядерной реакции, нужно сохранить баланс массы и заряда с обеих сторон уравнения. Примерно так:
[ _{25}^{55}Mn + _{1}^{2}H \rightarrow _{26}^{56}Fe + _{Z}^{A}X ]
Число нейтронов в ядре равно A-Z, где A - массовое число, а Z - атомный номер. Учитывая, что массовые числа и атомные номера должны быть равны по обе стороны уравнения, мы находим, что A = 1 и Z = 0. Таким образом, испускаемая частица - это нейтрон (_{0}^{1}n).
- В этой задаче альфа-частицы ((_{2}^{4}\alpha)), которые являются ядрами гелия, бомбардируют бор, в результате образуется азот и выбрасывается неизвестная частица X.
[ _{5}^{11}B + _{2}^{4}\alpha \rightarrow _{7}^{14}N + _{Z}^{A}X ]
Применив сохранение массы и заряда, получим A = 1 и Z = 1, следовательно, неизвестная частица X — это протон ((_{1}^{1}p)).
- Для реакции:
[ _{92}^{238}U + _{0}^{1}n \rightarrow _{57}^{145}La + {35}^{88}Br + 3{0}^{1}n ]
Чтобы узнать количество нейтронов, которые были изначально в ядре урана, нужно сложить количество нейтронов в ядрах образовавшихся элементов и количество выделенных нейтронов, а потом вычесть из этого числа количество нейтронов, которое вошло в реакцию.
В уране (_{92}^{238}U) было 238 - 92 = 146 нейтронов. В продуктах реакции общее число нейтронов составит (145 - 57) + (88 - 35) = 88 + 53 = 141, плюс три свободных нейтрона, получаем в сумме 141 + 3 = 144. Следовательно, были потеряны 146 - 144 = 2 нейтрона в результате реакции.
- Для термоядерной реакции масса атомов до реакции равна сумме масс дейтерия и трития:
[ m_{\text{до реакции}} = m_{^{2}H} + m_{^{3}H} ]
Для массы атомов после реакции мы имеем массу атома гелия:
[ m_{\text{после реакции}} = m_{^{4}He} ]
Дефект масс вычисляется как разность массы до и после реакции. Зная массы атомов дейтерия, трития и гелия, можем вычислить дефект масс:
[ \Delta m = (m_{^{2}H} + m_{^{3}H}) - m_{^{4}He} ]
[ \Delta m = (2.01410 + 3.01605) - 4.00260 = 5.03015 - 4.00260 = 1.02755 , a.e.m.]
Это дефект масс для реакции.
