Zestaw zadań do zajęć wyrównawczych z fizyki

Zestaw zadań do zajęć wyrównawczych z fizyki dla IFT
22. Fizyka jądrowa II.
1. Pojęcia podstawowe
1.1 Omówić model budowy jądra atomowego.
1.2 Omówić podstawowe pojęcia takie jak: liczba atomowa, liczba masowa, izotop, niedobór masy, energia
wiązania jądra.
2. Rozwiąż zadania
2.1 Obliczyć pracę, jaką trzeba wykonać, aby oderwać neutron od jądra
21
10
Ne .
2.2 Jeden proton i dwa neutrony utworzyły jądro atomowe (jądro izotopu wodoru – trytu). Masa atomowa
jądra trytu wynosi u = 3.016u. Obliczyć, ile energii wydzieliło się przy tworzeniu jądra.
2.3 Obliczyć energię reakcji jądrowej 63 Li + 01n → 31T + 24 He .
2.4 Obliczyć energię reakcji jądrowej
14
7
N + 24 He → 178 O + 11 H .
2.5 Kwant promieniowania γ padając na deuteron rozszczepia go na dwie cząstki według reakcji
2
1
D + γ → 11 H + 01n . Obliczyć minimalną energię kwantu, która spowoduje fotorozszczepienie opisane
powyższą reakcją.
2.6 Obliczyć ile energii wydzieliłoby się podczas rozszczepienia wszystkich jąder m = 1kg
235
92
U , jeżeli
przy rozszczepieniu każdego jądra wydziela się energia ∆E = 200MeV .
2.7 Moc uranowego reaktora jądrowego wynosi P = 1W. Ile jąder n uranu
235
92
U rozpada się w tym
reaktorze w czasie t = 1s, jeśli przy każdym rozszczepieniu jądra wydziela się energia ∆E = 200MeV ?
2.8 Reakcjami, podczas których wydziela się energia, są reakcje syntezy jąder lekkich, np.
2
1
D + 21 D → 31T + 11 H . Aby reakcja ta mogła zachodzić, jądra deuteru muszą mieć odpowiednio dużą
energię kinetyczną w celu przezwyciężenia sił odpychania protonów i takiego zbliżenia, aby wystąpiło
działanie sił jądrowych. W praktyce wymaga to doprowadzenia do wysokiej temperatury gazu
deuterowego. Przy wybuchu bomby atomowej, temperatura dochodzi do ok. T = 107 K , przy czym
następuje reakcja syntezy jąder ciężkiego wodoru, w której wydziela się dodatkowa energia (bomba
wodorowa). Obliczyć energię kinetyczną cząstek powstałych w podanej reakcji syntezy.