Zadanie 11.1, czerwiec 2019: fizyka rozszerzona

Polecenie

Materiałem rozszczepialnym w reaktorach jądrowych jest izotop uranu $_{92}^{235}U$

Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.

. Jedna z możliwych reakcji rozszczepienia jądra tego izotopu przebiega według następującego schematu:

$_{0}^{1}n + _{92}^{235}U \to _{56}^{141}Ba + _{36}^{92}Kr + 3_{0}^{1}n$

Przyjmij, że przed rozszczepieniem jądro uranu spoczywało, a energia kinetyczna neutronu uderzającego w jądro uranu jest bardzo mała w porównaniu z energią kinetyczną produktów reakcji. W tabeli podano masy spoczynkowe jąder atomowych izotopów biorących udział w opisanej reakcji oraz masy spoczynkowe protonu (p) i neutronu (n).

Symbol	Masa, 10⁻²⁷ kg
--------	----------------
$^{235}U$	390,29
$^{141}Ba$	233,99
$^{92}Kr$	152,65
n	1,675
p	1,673

Oblicz całkowitą energię kinetyczną wszystkich produktów reakcji rozszczepienia opisanej w zadaniu 11.

Sprawdź rozwiązanieUkryj rozwiązanieKlucz CKE i punktacja

Zanim porównasz z kluczem

Jak poszło Ci z tym zadaniem?

Wybierz ocenę: zapisze wynik i od razu oznaczy zadanie jako zrobione.

Łatwe Średnie Trudne

Zapis wymaga darmowego konta. Załóż konto

Maturownik+

Sprawdź swoje rozwiązanie

Ocena według schematu punktowania CKE, zwykle w 15–30 s

Dowiedz się, ile punktów naprawdę zdobywasz. Zrób zdjęcie kartki albo wklej odpowiedź: Maturownik+ porówna ją ze schematem punktowania, policzy punkty i wytłumaczy, gdzie i dlaczego je tracisz.

Punkty według schematu
Konkretne miejsca utraty punktów
Błędy zapisane do powtórki

Załóż konto i sprawdź odpowiedź

Odpowiedź z klucza CKE

2,7 · 10⁻¹¹ J ≈ 170 MeV

Bilans energii: $E_{kin\ sub} + E_{spocz\ sub} = E_{kin\ prod} + E_{spocz\ prod}$

Schemat punktowania

3 pkt

prawidłowa metoda obliczenia energii kinetycznej oraz prawidłowy wynik liczbowy z jednostką.

2 pkt

zastosowanie zasady zachowania energii z uwzględnieniem wzoru Einsteina na energię spoczynkową oraz prawidłowe podstawienie wszystkich danych liczbowych do odpowiedniego równania.

1 pkt

zastosowanie zasady zachowania energii z uwzględnieniem wzoru Einsteina na energię spoczynkową (punktowany jest także ogólny zapis wzoru na energię kinetyczną produktów, np.: $E_{kin\ c} = (m_{substr} - m_{prod})c^2$

Umiejętności w zadaniu

Zastosowanie zasady zachowania energii: $0 + m_U c^2 = E_{kin\ prod} + m_{Ba}c^2 + m_{Kr}c^2 + 2m_n c^2$

Wyliczenie: $E_{kin\ prod} = (m_U - m_{Ba} - m_{Kr} - 2m_n)c^2$

Podstawienie danych: $E_{kin\ prod} = (390,29 - 233,99 - 152,65 - 2 \cdot 1,675) \cdot 10^{-27} \cdot (3 \cdot 10^8)^2$ J

Obliczenie różnicy mas: $0,3 \cdot 10^{-27}$ kg

Wynik: $0,3 \cdot 10^{-27} \cdot (3 \cdot 10^8)^2 = 2,7 \cdot 10^{-11}$ J

– we wzorze musi pojawić się energia kinetyczna oraz różnica mas substratów i produktów).