Zadanie 10: Energia wiązania jądra węgla i przemiany jądrowe
- Arkusz
- CKE Czerwiec 2022 · Czerwiec · 2022
- Punkty
- 6 pkt
- Dział
- Fizyka jądrowa · Jądro atomowe
- Trudność
- Poziom trudności: średnie
Zadanie dotyczące własności jądra węgla 12/6C, rozpadu beta minus izotopu 14/6C oraz obliczeń energii wiązania jądra.
Treść zadania
W tabeli poniżej podano masy jądra węgla 12/6C, swobodnego neutronu oraz swobodnego protonu. Te masy wyrażono w jednostkach masy atomowej u.
Masa (u):
- jądro węgla 12/6C: 11,9967084
- swobodny neutron: 1,0086649
- swobodny proton: 1,0072765
Zadanie 10.1. (0–1) Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Jądro trytu (izotopu wodoru 3/1H) zawiera 3 neutrony.
2. Jądra izotopów węgla 12/6C i 14/6C mają taki sam ładunek elektryczny.
Zadanie 10.2. (0–2) Podczas rozpadu beta minus jądra węgla 14/6C powstają następujące produkty: cząstka β− oraz jądro pierwiastka, który oznaczymy jako X (powstaje też obojętna elektrycznie cząstka antyneutrino, którą możemy w zapisie równania reakcji pominąć). Zapisz równanie reakcji rozpadu beta minus jądra węgla 14/6C. Uwzględnij w równaniu reakcji liczby masowe i atomowe oraz ustal i zapisz nazwę pierwiastka X.
Zadanie 10.3. (0–3) Oblicz najmniejszą energię, jaką należałoby dostarczyć do jądra węgla 12/6C, aby rozbić je na oddzielne (tzn. nieoddziałujące ze sobą) nukleony. Wskazówka: Wykorzystaj dane w tabeli zamieszczonej we wstępie do zadania 10. i przyjmij, że 1 u * c^2 = 931,5 MeV.
Odpowiedź i wynik końcowy
10.1: 1. F, 2. P.
10.2: 14/6C -> 14/7N + 0/-1e; Pierwiastek X to azot.
10.3: Deficyt masy wynosi ok. 0,0989387 u. Energia wiązania wynosi ok. 92,16 MeV.