Номер 2, страница 307 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Глава 12. Физика атомного ядра. Параграф 80. Энергия связи атомных ядер. Образцы заданий ЕГЭ - номер 2, страница 307.

Условие.

2. Удельные энергии связи нуклонов в ядрах плутония $^{\text{240}}_{\text{94}}\text{Pu}$, кюрия $^{\text{245}}_{\text{96}}\text{Cm}$ и америция $^{\text{246}}_{\text{95}}\text{Am}$ равны соответственно 0,21; 0,22 и 0,23 МэВ/нуклон. Из какого ядра труднее выбить нейтрон?

1) из ядра $^{\text{240}}_{\text{94}}\text{Pu}$

2) из ядра $^{\text{245}}_{\text{96}}\text{Cm}$

3) из ядра $^{\text{246}}_{\text{95}}\text{Am}$

4) все ядра одинаково устойчивы

Решение.

Решение 2.

Дано:

Удельная энергия связи плутония $^{240}_{94}\text{Pu}$: $E_{ud}(\text{Pu}) = 0,21 \text{ МэВ/нуклон}$
Удельная энергия связи кюрия $^{245}_{96}\text{Cm}$: $E_{ud}(\text{Cm}) = 0,22 \text{ МэВ/нуклон}$
Удельная энергия связи америция $^{246}_{95}\text{Am}$: $E_{ud}(\text{Am}) = 0,23 \text{ МэВ/нуклон}$

Найти:

Из какого ядра труднее выбить нейтрон?

Решение:

Устойчивость атомного ядра и прочность связи нуклонов (протонов и нейтронов) в нем характеризуется удельной энергией связи. Удельная энергия связи ($E_{ud}$) — это полная энергия связи ядра ($E_{sv}$), деленная на число нуклонов в ядре ($A$):

$E_{ud} = \frac{E_{sv}}{A}$

Чем больше значение удельной энергии связи, тем сильнее связаны нуклоны друг с другом и тем более устойчиво ядро. Энергия, которую необходимо затратить, чтобы удалить один нуклон из ядра, называется энергией отделения. Эта энергия тем больше, чем прочнее ядро.

Таким образом, чтобы определить, из какого ядра труднее выбить нейтрон, необходимо сравнить их удельные энергии связи. Труднее всего выбить нейтрон из того ядра, у которого удельная энергия связи наибольшая.

Сравним предоставленные значения:

• Для $^{240}_{94}\text{Pu}$: $E_{ud} = 0,21 \text{ МэВ/нуклон}$
• Для $^{245}_{96}\text{Cm}$: $E_{ud} = 0,22 \text{ МэВ/нуклон}$
• Для $^{246}_{95}\text{Am}$: $E_{ud} = 0,23 \text{ МэВ/нуклон}$

Наибольшее значение удельной энергии связи ($0,23 \text{ МэВ/нуклон}$) у ядра америция-246. Следовательно, это ядро является наиболее устойчивым из трех представленных, и для удаления нейтрона из него потребуется наибольшая энергия.

Ответ: 3) из ядра $^{246}_{95}\text{Am}$