При делении одного ядра изотопа урана на два осколка выделяется энергия 200 МэВ. Какая энергия освобождается при "сжигании" 3,8 кг топливного урана? Массу одного нуклона считать как кг.

Добавлена: 07.05.2026
Обновлена: 07.05.2026
Предмет: Физика
Автор: Кэмп

#Ядерная физика
#Физика ядерных процессов

При делении одного ядра изотопа урана на два осколка выделяется энергия 200 МэВ. Какая энергия освобождается при "сжигании" 3,8 кг топливного урана? Массу одного нуклона считать как кг.

Условие:

При делении одного ядра изотопа урана (^{235}_{92}\text{U}) на два осколка выделяется энергия 200 МэВ. Какая энергия освобождается при "сжигании" 3,8 кг топливного урана? Массу одного нуклона считать как (1,67 \cdot 10^{-27}) кг.

Решение:

Определим количество ядер урана-235 в 3,8 кг:

Масса одного нуклона (протона или нейтрона) равна $1,67 \times 10^{-14}$ кг. Уран-235 состоит из 235 нуклонов (протонов и нейтронов).

Масса одного ядра урана-235:
$m_{U-235} = 235 \times 1,67 \times 10^{-14} \text{ кг} = 3,9245 \times 10^{-12} \text{ кг}$

Теперь найдем количество ядер в 3,8 кг урана-235:
$N = \frac{3,8 \text{ кг}}{3,9245 \times 10^{-12} \text{ кг}} \approx 9,68 \times 10^{11} \text{ ядер}$
Определим, сколько энергии выделяется при делении одного ядра:

Из условия задачи известно, что при делении одного ядра урана-235 выделяется 200 МэВ.

Переведем МэВ в джоули. 1 МэВ = $1,6 \times 10^{-13}$ Дж:
$E_{деление} = 200 \text{ МэВ} \times 1,6 \times 10^{-13} \text{ Дж/МэВ} = 3,2 \times 10^{-11} \text{ Дж}$
...