Hạt nơtron có động năng 2 MeV bắn vào hạt nhân \(_3^7Li\) đứng yên, gây ra phản ứng hạt nhân tạo thành một hạt α và một hạt T. Các hạt α và T bay theo các hướng hợp với hướng tới của hạt notrơn những góc tương ứng bằng 150 và 300. Bỏ qua bức xạ gamma. Phản ứng thu hay tỏa năng lương? ( Cho tỉ số giữa các khối lượng hạt nhân bằng tỉ số giữa các số khối của chúng)
Trả lời bởi giáo viên
\(_0^1n + _3^7Li \to _2^4\alpha + _1^4T\)
Từ hình, ta có:
\(\begin{array}{l}\dfrac{{{P_\alpha }}}{{\sin {{30}^0}}} = \dfrac{{{P_T}}}{{\sin {{15}^0}}} = \dfrac{{{P_n}}}{{\sin ({{180}^0} - {{30}^0} - {{15}^0})}}\\ \leftrightarrow \dfrac{{{m_\alpha }{v_\alpha }}}{{\sin {{30}^0}}} = \dfrac{{{m_T}{v_T}}}{{\sin {{15}^0}}} = \dfrac{{{m_n}{v_n}}}{{\sin {{135}^0}}}\\ \leftrightarrow \dfrac{{\sqrt {2{m_\alpha }{{\rm{W}}_{d\alpha }}} }}{{\sin {{30}^0}}} = \dfrac{{\sqrt {2{m_T}{{\rm{W}}_{dT}}} }}{{\sin {{15}^0}}} = \dfrac{{\sqrt {2{m_n}{{\rm{W}}_{dn}}} }}{{\sin {{135}^0}}}\\ \to \left\{ \begin{array}{l}{{\rm{W}}_{d\alpha }} = \dfrac{{{m_n}{{\rm{W}}_{dn}}}}{{{m_\alpha }}}{\left( {\dfrac{{\sin {{30}^0}}}{{\sin {{135}^0}}}} \right)^2} = \dfrac{{1.2}}{4}\frac{1}{2} = 0,25(MeV)\\{{\rm{W}}_{dT}} = \dfrac{{{m_n}{{\rm{W}}_{dn}}}}{{{m_T}}}{\left( {\dfrac{{\sin {{15}^0}}}{{\sin {{135}^0}}}} \right)^2} = \dfrac{{1.2}}{4}\dfrac{{2 - \sqrt 3 }}{2} = 0,067(MeV)\end{array} \right.\end{array}\)
Mặt khác:
\(\begin{array}{l}{{\rm{W}}_n} + \Delta E = {{\rm{W}}_\alpha } + {{\rm{W}}_T}\\ \to \Delta E = {{\rm{W}}_\alpha } + {{\rm{W}}_T} - {{\rm{W}}_n} = 0,25 + 0,067 - 4 = - 1,683(MeV)\end{array}\)
Hướng dẫn giải:
+ Vẽ giản đồ
+ Sử dụng định lí hàm số sin
+ Vận dụng định luật bảo toàn năng lượng