Bắn phá hạt \(\alpha \) có động năng 4MeV vào hạt nhân Nito \(_4^7N\) đứng yên, xảy ra phản ứng hạt nhân \(\alpha + _7^{14}N \to _8^{17}O + p\). Biết động năng của hạt proton là 2,09MeV và hạt proton chuyển động theo hướng hợp với hướng chuyển động của hạt \(\alpha \) một góc \({60^0}\). Coi khối lượng của các hạt nhân bằng số khối theo đơn vị u. Xác định năng lượng của phản ứng tỏa ra hay thu vào bao nhiêu?
Trả lời bởi giáo viên
Ta có hạt proton chuyển động theo hướng hợp với hướng chuyển động của hạt \(\alpha \) một góc \({60^0}\), vẽ giản đồ ta được:
Ta suy ra:
\(\begin{array}{l}p_O^2 = p_\alpha ^2 + p_p^2 - 2{p_\alpha }{p_p}cos\varphi \\ \Leftrightarrow {m_O}{{\rm{W}}_O} = {m_\alpha }{{\rm{W}}_\alpha } + {m_p}{{\rm{W}}_p} - 2cos\varphi \sqrt {{m_\alpha }{{\rm{W}}_\alpha }{m_p}{{\rm{W}}_p}} \\ \Leftrightarrow 17.{{\rm{W}}_O} = 4.4 + 1.2,09 - 2cos{60^0}\sqrt {4.4.1.2,09} \\ \Rightarrow {{\rm{W}}_O} = 0,724MeV\end{array}\)
Lại có: Năng lượng \(\Delta E = {{\rm{W}}_s} - {{\rm{W}}_t} = \left( {{{\rm{W}}_O} + {{\rm{W}}_P}} \right) - {{\rm{W}}_\alpha } = 0,724 + 2,09 - 4 \approx - 1,2MeV\)
=> Phản ứng thu năng lượng 1,2MeV