Чему равна энергия связи ядра изотопа 3/1H? Масса протона 1,0073 а.е.м.,масса нейтрона 1,0087а.е.м.,масса...

Энергия связи ядра изотопа трития (³H) может быть рассчитана с использованием известной формулы для энергии связи, основанной на разности между массами отдельных нуклонов и массой самого ядра.

Ядро трития состоит из одного протона и двух нейтронов. Сначала найдем массу, которую бы имело ядро, если бы оно состояло из свободных нуклонов:

1. Масса протона (m_p) = 1,0073 а.е.м.
2. Масса нейтронов (m_n) = 1,0087 а.е.м.
3. Количество нуклонов в ядре трития: 1 протон + 2 нейтрона = 3 нуклона.

Теперь вычислим общую массу свободных нуклонов:

[ m_{\text{свободные}} = m_p + 2 \cdot m_n = 1,0073 + 2 \cdot 1,0087 = 1,0073 + 2,0174 = 3,0247 \text{ а.е.м.} ]

Теперь мы можем найти массу дефекта:

[ \Delta m = m{\text{свободные}} - m{\text{ядра}} = 3,0247 - 3,017 = 0,0077 \text{ а.е.м.} ]

Энергия связи (E_b) связана с массовым дефектом через известное соотношение Эйнштейна (E = \Delta m c^2). Так как в ядерной физике часто используется система единиц, где скорость света (c) равна 1, мы можем использовать следующее приближение:

1 а.е.м. соответствует 931,5 МэВ (мегаэлектронвольт).

Теперь мы можем найти энергию связи:

[ E_b = \Delta m \cdot 931,5 \text{ МэВ} = 0,0077 \cdot 931,5 \approx 7,16 \text{ МэВ}. ]

Таким образом, энергия связи ядра трития (³H) составляет примерно 7,16 МэВ.

Энергия связи ядра – это энергия, которая удерживает нуклоны (протоны и нейтроны) вместе в ядре атома. Она равна разности между массой отдельного свободного нуклонного состава ядра и массой самого ядра, умноженной на (c^2) (скорость света в квадрате). Энергия связи показывает, насколько сильно нуклоны связаны в ядре.

Для изотопа трития (^3_1H) (ядро состоит из одного протона и двух нейтронов) даны следующие данные:

• масса протона ((m_p)) = 1,0073 а.е.м.;
• масса нейтрона ((m_n)) = 1,0087 а.е.м.;
• масса ядра трития ((m_{\text{ядра}})) = 3,017 а.е.м.

Алгоритм расчета:

1. Сначала вычислим суммарную массу нуклонов в свободном состоянии: [ m_{\text{нуклонов}} = m_p + 2 \cdot mn ] Подставим значения: [ m{\text{нуклонов}} = 1,0073 + 2 \cdot 1,0087 = 1,0073 + 2,0174 = 3,0247 \, \text{а.е.м.} ]

2. Найдем дефект массы ((\Delta m)), то есть разность между массой свободных нуклонов и массой ядра: [ \Delta m = m{\text{нуклонов}} - m{\text{ядра}} ] Подставим значения: [ \Delta m = 3,0247 - 3,017 = 0,0077 \, \text{а.е.м.} ]

3. Переведем дефект массы в энергию связи с использованием соотношения Эйнштейна (E = \Delta m \cdot c^2). Для удобства расчетов используется эквивалентная энергия одной атомной единицы массы ((1 \, \text{а.е.м.} = 931,5 \, \text{МэВ})): [ E{\text{связи}} = \Delta m \cdot 931,5 \, \text{МэВ} ] Подставим значение (\Delta m): [ E{\text{связи}} = 0,0077 \cdot 931,5 = 7,17 \, \text{МэВ} ]

Ответ:

Энергия связи ядра изотопа (^3_1H) равна 7,17 МэВ. Это означает, что для полного разрушения ядра на составляющие нуклоны потребуется затратить 7,17 МэВ энергии.