Вопрос:

9. Записана ядерная реакция, в скобках указаны атомные массы (в а.е.м.) участвующих в ней частиц. Вычислите энергетический выход ядерной реакции. Учтите, что 1 а.е.м. = 1,66 ⋅ 10<sup>-27</sup> кг, а скорость света c = 3 ⋅ 10<sup>8</sup> м/с.

Ответ:

Реакция: \( ^{12}_{6}C + ^{1}_{1}H \rightarrow ^{13}_{7}N \).

Масса исходных частиц: \( m_{C} = 12.00000 \text{ а.е.м.} \), \( m_{H} = 1.007825 \text{ а.е.м.} \). Суммарная масса исходных частиц: \( 12.00000 + 1.007825 = 13.007825 \text{ а.е.м.} \).

Масса продукта реакции: \( m_{N} = 13.005738 \text{ а.е.м.} \).

Дефект массы: \( \Delta m = 13.007825 - 13.005738 = 0.002087 \text{ а.е.м.} \).

Конвертируем дефект массы в килограммы: \( \Delta m = 0.002087 \text{ а.е.м.} \times 1.66 \times 10^{-27} \text{ кг/а.е.м.} \approx 3.465 \times 10^{-30} \text{ кг} \).

Энергетический выход: \( E = \Delta m \cdot c^{2} \).

\( E \approx 3.465 \times 10^{-30} \text{ кг} \times (3 \times 10^{8} \text{ м/с})^{2} = 3.465 \times 10^{-30} \text{ кг} \times 9 \times 10^{16} \text{ м}^2/\text{с}^2 \approx 31.185 \times 10^{-14} \text{ Дж} \approx 3.12 \times 10^{-13} \text{ Дж} \).

Ответ: Энергетический выход ядерной реакции составляет приблизительно \( 3.12 \times 10^{-13} \text{ Дж} \).