Zadanie 12: Reakcja rozszczepienia jądra uranu

Arkusz
CKE Styczeń 2026 · Styczeń · 2026
Punkty
5 pkt
Dział
Fizyka jądrowa · Reakcje jądrowe
Trudność
Poziom trudności: średnie
Zadanie dotyczy analizy reakcji rozszczepienia jądra uranu, bilansu mas oraz obliczeń energetycznych związanych z przemianami jądrowymi.

Treść zadania

Energię można uzyskiwać w wyniku przeprowadzania reakcji rozszczepienia jąder uranu. Jądra uranu rozpadają się na inne jądra oraz na neutrony. Neutrony powstające w wyniku jednej reakcji rozszczepienia jądra uranu są przyczyną kolejnych rozszczepień, co może doprowadzić do reakcji łańcuchowej w materiale paliwa jądrowego. Zadanie 12.1. (0–1) Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Wybierz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe. 1. Suma mas jądra uranu i neutronu inicjującego reakcję rozszczepienia jest większa od sumy mas wszystkich produktów tej reakcji rozszczepienia. 2. Masa jądra uranu jest większa od sumy mas oddzielnych nukleonów, które tworzą jądro uranu. Informacja do zadań 12.2. i 12.3. Poniżej zapisano równanie przykładowej reakcji rozszczepienia jądra uranu. Symbolem X oznaczono jądro, które jest jednym z produktów tej reakcji: 92235U+01n→3692Kr+X+301n^{235}_{92}\text{U} + ^{1}_{0}\text{n} \rightarrow ^{92}_{36}\text{Kr} + \text{X} + 3^{1}_{0}\text{n} Masy jąder i cząstek uczestniczących w opisanej reakcji wynoszą: mU=390,216⋅10−27 kgm_U = 390,216 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}, mKr=152,614⋅10−27 kgm_{\text{Kr}} = 152,614 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}, mn=1,675⋅10−27 kgm_n = 1,675 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}. Zadanie 12.2. (0–1) Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych. Produktem opisanej reakcji, oznaczonym symbolem X, jest: A. 56140Ba^{140}_{56}\text{Ba} B. 56141Ba^{141}_{56}\text{Ba} C. 38140Sr^{140}_{38}\text{Sr} D. 38141Sr^{141}_{38}\text{Sr} Zadanie 12.3. (0–3) Łączna energia kinetyczna produktów reakcji rozszczepienia uranu (opisanej w informacji do zadań) wynosi Ekin prod=173,3 MeVE_{\text{kin prod}} = 173,3\,\text{MeV}. Przyjmij, że przed rozszczepieniem jądro uranu spoczywało i pomiń energię kinetyczną neutronu uderzającego w jądro uranu. Oblicz masę jądra oznaczonego symbolem X w opisanej reakcji. Zapisz obliczenia. Wynik podaj zaokrąglony do czterech cyfr znaczących.

Odpowiedź i wynik końcowy

12.1: P, F. 12.2: A. 12.3: mX≈235,3⋅10−27 kgm_X \approx 235,3 \cdot 10^{-27}\,\text{kg} (wartość przykładowa zależna od przelicznika MeV na kg).

Wideo-rozwiązanie krok po kroku

Obejrzyj publiczne rozwiązanie wideo na YouTube