Определить энергию ядерных реакций

[Антон Огурцевич]

11. Определить энергию ядерных реакций. Определить является ли каждая из реакций экзотермической и эндотермической. ²₁H+³₁H→⁴₂He+¹₀n; ⁶₃Li+²₁H→⁷₃Li+¹₁p. Сделать рисунок.

[Сергей]

Решение.
Экзотермическая реакция — химическая реакция, сопровождающаяся выделением теплоты. Эндотермической реакцией называется реакция, сопровождающаяся поглощением теплоты.
Энергетический выход ядерной реакции определяется по формуле:

∆Е = ∆m а.е.м.∙931,5 МэВ/а.е.м.    (1).

∆m – изменение массы.

∆m = m₁ – m₂   (2).

m₁ – масса ядер до реакции, m₂ – масса ядер после реакции.
Если ∆m со знаком минус энергия поглощается, ∆m со знаком плюс энергия выделяется.
1)

  ₁²Н + ₁³H => ₂⁴Hе + ₀¹n.

m₁ = m(₁²Н) + m(₁³Н) = 2,01410 а.е.м. + 3,01605 а,е.м. = 5,03015 а,е.м.

m₂ = m(₂⁴Не) + m(₀¹n) = 4,00260 а.е.м. + 1,00866 а,е.м. = 5,01126 а,е.м.

∆m = 5,03015 а,е.м.  - 5,01126 а,е.м. = 0,01889 а.е.м.

∆m =  0,01889 а.е.м.
∆m со знаком плюс энергия выделяется, реакция экзотермическая.

∆Е = 0,01889 а.е.м.∙ 931,5 МэВ/а.е.м. = 17,596 МэВ.

2) 

₃⁶Li + ₁²H => ₃⁷Li + ₁¹р.

m₁ = m(₃⁶Li) + m(₁²Н) = 6,01513 а.е.м. + 2,01410 а,е.м. = 8,02923 а,е.м.

m₂ = m(₃⁷Li) + m(₁¹р) = 7,01513 а.е.м. + 1,00783 а,е.м. = 8,02384 а,е.м.

∆m = 8,02923 а,е.м.  - 8,02384 а,е.м. = 0,00539 а.е.м.

∆m =  0,00539 а.е.м.

∆m со знаком плюс энергия выделяется, реакция экзотермическая.

∆Е = 0,01889 а.е.м.∙ 931,5 МэВ/а.е.м. = 5,02 МэВ.