Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân

Giải SBT Lí 12 Bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân

Bài 36.17 trang 110 SBT Lí 12: Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân ${}_4{}^{9}Be$ đang đứng yên. Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt α. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn và có động năng 4 MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Tính năng lượng toả ra trong phản ứng này theo đơn vị MeV.

Lời giải:

Ta có phương trình phản ứng hạt nhân:

${}_1{}^{1}p+{}_4{}^{9}Be\to {}_2{}^{4}He+{}_3{}^{6}Li$

Hạt nhân X là hạt nhân Liti.

Theo định luật bảo toàn động lượng

$m_{\alpha }\overrightarrow{v_{\alpha }}+m_{Li}\overrightarrow{v_{Li}}=m_p\overrightarrow{v_p}$

Vì phương của vận tốc hạt α vuông góc với phương vận tốc của hạt proton nên ta có Hình 36.2G biểu thị phương trình vectơ.

Hình vẽ này cho ta thấy:

$m_p^2{v}_p^2+m_{\alpha }^2{v}_{\alpha }^2=m_{Li}^2{v}_{Li}^2$

Có thể viết lại hệ thức trên:

$m_p^{}.\frac{m_P{v}_p^2}{2}+m_{\alpha }^{}.\frac{m_{\alpha }{v}_{\alpha }^2}{2}=m_{Li}^{}\frac{m_{Li}{v}_{Li}^2}{2}$

Ta có:

$\frac{m_P{v}_p^2}{2}={\text{W}}_{\text{d}p}$= 5,45 MeV là động năng của proton

$\frac{m_{\alpha }{v}_{\alpha }^2}{2}={\text{W}}_{d\alpha }$= 4 MeV là động năng của hạt α

$\frac{m_{Li}{v}_{Li}^2}{2}$= W_đLi là động năng hạt Li

Phương trình trên thành ra : 5,45 + 4.4 = 6W_đLi

Ta tính được động năng của hạt nhân Li là W_đLi = 3,575 MeV.

Tổng động năng của các hạt trước phản ứng là 5,45 MeV ;

Tổng động năng của các hạt sau phản ứng là 4 + 3,575 = 7,575 MeV.

Lượng động năng dôi ra này được lấy từ độ hụt khối của các hạt nhân tham gia phản ứng.

Như vậy, phản ứng này đã toả ra một năng lượng là :

7,575 - 5,45 = 2,125 MeV

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật Lí lớp 12 hay, chi tiết khác:

Bài 36.1 trang 107 SBT Lí 12: Lực hạt nhân là lực nào sau đây Lực điện...

Bài 36.2 trang 107 SBT Lí 12: Độ hụt khối của hạt nhân ${}_Z{}^{A}X$ là $△m$ = $N{m}_n$ - $Z{m}_p$...

Bài 36.3 trang 108 SBT Lí 12: Năng lượng liên kết của một hạt nhân có thể dương hoặc âm...

Bài 36.4 trang 108 SBT Lí 12: Đại lượng nào dưới đây đặc trưng cho mức độ bền vững của một hạt nhân...

Bài 36.5 trang 108 SBT Lí 12: Chỉ ra phát biểu sai Trong một phản ứng hạt nhân có định luật bảo toàn...

Bài 36.6 trang 108 SBT Lí 12: Xác định hạt X trong phương trình sau ${}_9{}^{19}F + {}_1{}^{1}H = {}_8{}^{16}O + X$...

Bài 36.7 trang 108 SBT Lí 12: Đơn vị đo khối lượng nào không sử dụng trong việc khảo sát các phản ứng hạt nhân...

Bài 36.8 trang 108 SBT Lí 12: Hạt nhân A đang đứng yên thì phân rã thành hạt nhân B có khối lượng...

Bài 36.9 trang 108 SBT Lí 12: Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau ; số nuclôn của hạt nhân X...

Bài 36.10 trang 109 SBT Lí 12: Cho ba hạt nhân X, Y và Z có số nuclôn tương ứng là $A_{x,}{A}_y và A_z$...

Bài 36.11 trang 109 SBT Lí 12: Bắn một prôtôn vào hạt nhân ${}_3{}^{7}Li$ đứng yên. Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X...

Bài 36.12 trang 109 SBT Lí 12: Cho khối lượng của prôtôn, nơtron ${}_{18}{}^{40}Ar, {}_3{}^{6}Li$ lần lượt là 1,0073 u...

Bài 36.13 trang 109 SBT Lí 12: Giả sử trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng của hai hạt trước...

Bài 36.14 trang 109 SBT Lí 12: Tính năng lượng liên kết của các hạt nhân Cho biết: m(${}_5{}^{11}B$ ) = 11,0064 u...

Bài 36.15 trang 110 SBT Lí 12: Tính năng lượng liên kết của ${}_{}{}^{234}U$ và ${}_{}{}^{238}U$ Hạt nhân nào bền hơn...

Bài 36.16 trang 110 SBT Lí 12: Tính năng lượng liên kết riêng của ${}_4{}^{9}Be,{}_{29}{}^{64}Cu,{}_{47}{}^{108}Ag$...

Bài 36.18 trang 110 SBT Lí 12: Hạt nhân ${}_4{}^{10}Be$ có khối lượng 10,0135 u. Khối lượng của nơtron $m_n$ = 1,0087 u...

Bài 36.19 trang 110 SBT Lí 12: Bắn một đơteri vào một hạt nhân ${}_3{}^{6}Li$ , ta thu được hai hạt nhân X giống nhau...

Bài 36.20* trang 110 SBT Lí 12: Theo thuyết tương đối, một êlectron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ...