А6. Сколько энергии выделяется (или поглощается) при ядерной реакции 2He4 + 4Be9 → 6C12 + 0n1?

Для определения энергии, выделяющейся или поглощающейся при ядерной реакции, нужно использовать закон сохранения энергии и дефект масс.

1. Определяем дефект масс (Δm):

Дефект масс - это разница между суммой масс исходных частиц и суммой масс конечных продуктов реакции.

Δm = (m(⁴₂He) + m(⁹₄Be)) - (m(¹²₆C) + m(¹₀n))

Используем табличные значения масс нуклонов и ядер (в а.е.м.):

• Масса α-частицы (⁴₂He) ≈ 4.002603 а.е.м.
• Масса ядра бериллия-9 (⁹₄Be) ≈ 9.012182 а.е.м.
• Масса ядра углерода-12 (¹²₆C) ≈ 12.000000 а.е.м. (определена по стандарту)
• Масса нейтрона (¹₀n) ≈ 1.008665 а.е.м.

Сумма масс исходных частиц:

m_initial = 4.002603 + 9.012182 = 13.014785 а.е.м.

Сумма масс конечных продуктов:

m_final = 12.000000 + 1.008665 = 13.008665 а.е.м.

Дефект масс:

Δm = 13.014785 - 13.008665 = 0.006120 а.е.м.

Так как Δm > 0, это означает, что масса продуктов реакции меньше массы исходных частиц, и энергия выделяется.

2. Переводим дефект масс в энергию (E) по формуле Эйнштейна E = Δmc²:

Для ядерных реакций удобно использовать соотношение:

1 а.е.м. ≈ 931.5 МэВ/c²

Энергия, выделяющаяся при реакции (Q-значение):

Q = Δm × 931.5 МэВ/а.е.м.

Q = 0.006120 а.е.м. × 931.5 МэВ/а.е.м.

Q ≈ 5.704 МэВ

Так как дефект масс положительный, энергия выделяется.

3. Сравниваем с вариантами ответа:

1. поглощается 5,7 МэВ
2. выделяется 5,7 МэВ
3. выделяется 14 МэВ
4. поглощается 14 МэВ

Полученное значение ≈ 5.7 МэВ, и оно выделяется.