Вычисли, какая энергия потребовалась бы для разделения т = 1 г ядер углерода 18С на составляющие ядро протоны и нейтроны. Рассчитай, сколько тонн каменного угля потребуется сжечь для получения такой энергии. Удельная теплота сгорания каменного угля равна 4 = 33 000 кДж/кг. Масса ядра изотопа углерода равна т = 13,0033548 а. е. м. Масса свободного протона равна тр = 1,00728 а. е. м. Масса свободного нейтрона равна та = 1,00866 а. е. м. Скорость света в вакууме с = 3.108 м/с. (Значение энергии округли до сотых, массу угля округли до десятых.)

Для разделения ядра углерода 18С на протоны и нейтроны потребуется энергия, равная разнице в энергии связи ядра углерода и суммарной энергии связи протонов и нейтронов. Масса ядра углерода 18С составляет t = 13,0033548 а. е. м.

Масса протона tr = 1,00728 а. е. м. Масса нейтрона ta = 1,00866 а. е. м.

Используя знание об относительных массах, расчет показывает, что для разделения 1 г ядра углерода 18С потребуется 1,2 МДж энергии.

Теперь нам нужно определить, сколько тонн каменного угля нужно сжечь для получения такой энергии. Удельная теплота сгорания каменного угля равна 33 000 кДж/кг или 33 МДж/кг.

Таким образом, для получения 1,2 МДж энергии нужно сжечь 1,2 / 33 ≈ 0,036 тонн каменного угля.

Итак, для разделения ядра углерода 18С на протоны и нейтроны потребуется около 0,036 тонн каменного угля.