13. Записана ядерная реакция, в скобках указаны атомные массы (в а.е.м.) участвующих в ней частиц. Вычислите энергетический выход ядерной реакции 1 а.е.м. = 1,66 ⋅ 10^-27 кг, скорость света с = 3 ⋅ 10⁸ м/с.

Решение:

Энергетический выход ядерной реакции (Q) рассчитывается по формуле Q = (Δm) ⋅ c², где Δm — дефект масс (разница между суммой масс исходных частиц и суммой масс продуктов реакции).

Дано:

• $$^1_6$$C (18,003354 а.е.м.)
• $$^1_1$$H (1,00783 а.е.м.)
• $$^1_7$$N (14,00307 а.е.м.)

1. Расчет дефекта масс (Δm):

• Сумма масс исходных частиц: 18,003354 + 1,00783 = 19,011184 а.е.м.
• Сумма масс продуктов реакции: 14,00307 а.е.м. (предполагаем, что никакие другие частицы не образуются, так как они не указаны).
• Δm = 19,011184 - 14,00307 = 5,008114 а.е.м.

2. Перевод дефекта масс в кг:

• Δm (кг) = 5,008114 а.е.м. ⋅ (1,66 ⋅ 10^-27 кг/а.е.м.) ≈ 8,31357 ⋅ 10^-27 кг.

3. Расчет энергетического выхода (Q):

• Q = (8,31357 ⋅ 10^-27 кг) ⋅ (3 ⋅ 10⁸ м/с)²
• Q = (8,31357 ⋅ 10^-27) ⋅ (9 ⋅ 10¹⁶) Дж
• Q ≈ 74,822 ⋅ 10^-11 Дж ≈ 7,48 ⋅ 10^-10 Дж.

Ответ: Приблизительно 7,48 ⋅ 10^-10 Дж