Câu 4 trang 278 SGK Vật Lý 12 Nâng cao.

Đề bài

Bài 4. Cho phản ứng hạt nhân : \({}_{17}^{37}Cl + X \to {}_{18}^{37}Ar + n\)

a) Xác định số khối, nguyên tử số và tên gọi hạt nhân của X.

b) Phản ứng đó toả ra hay thu năng lương. Tính độ lớn của năng lượng toả ra hay thu đó theo đơn vị jun.

Cho  biết: 

\(\eqalign{
& {m_{Ar}} = 36,956889u;\,\,\,\,\,\,\,\,{m_{Cl}} = 36,956563u \cr 
& {m_n} = 1,008665u;\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,{m_p} = 1,007276u \cr} \)

Lời giải chi tiết

Xét phản ứng hạt nhân :  \({}_{17}^{37}Cl + {}_Z^AX \to {}_{18}^{37}Ar + {}_0^1n\)

a) Áp dụng định luật bảo toàn số nuclon và định luật bảo toàn điện tích, ta có:

\(\left\{ \begin{array}{l}37 + A = 37 + 1\\17 + Z = 18 + 0\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}A = 1\\Z = 1\end{array} \right.\)

=> Hạt nhân X là prôtôn.

b)  Ta có

m₀ = m_Cl + m_p = 36,956563u + 1,007276u = 37,963839u

m =  m_Ar + m_n = 36,956889u + 1,008665u = 37,965554u

So sánh \( \Rightarrow \) m₀ < m : phản ứng thu năng lượng

Năng lượng thu vào :

\(E{\rm{ }} = {\rm{ }}\left( {{\rm{ }}m{\rm{ }} - {\rm{ }}{m_0}} \right){\rm{ }}{c^2} = {\rm{ }}1,715.{\rm{ }}{10^{ - 3}}.931,5{\rm{ }} = {\rm{ }}1,6{\rm{ }}MeV{\rm{ }} = {\rm{ }}2,56.{\rm{ }}{10^{ - 13}}{\rm{ }}\left( J \right).\)