Đề bài

Cần phải bắn một photon có năng lượng tối thiểu bằng bao nhiêu vào hạt nhân deuteri \(_1^2{\rm{D}}\) (là đồng vị của hydrogen với một neutron và một proton trong hạt nhân) để phân tách hạt nhân này thành một neutron và một proton riêng rẽ? Biết rằng m_D = 2,01355 amu, m_p =1,00728 amu và m_n = 1,00867 amu.

Phương pháp giải

Vận dụng kiến thức về độ bền vững năng lượng liên kết của hạt nhân

Lời giải của GV Loigiaihay.com

Độ hụt khối của \(_1^2{\rm{D}}\)là:

\(\begin{array}{l}{\rm{\Delta m}} = \left( {{\rm{Z}}{{\rm{m}}_{\rm{p}}} + \left( {{\rm{A}} - {\rm{Z}}} \right){{\rm{m}}_{\rm{n}}}} \right) - {{\rm{m}}_{\rm{D}}}\\ = \left( {1,00728 + 1,00867} \right) - 2,01355\\ = 2,{4.10^{ - 3}}{\rm{amu}}\end{array}\)

Năng lượng liên kết của hạt nhân \(_1^2{\rm{D}}\)là: \({{\rm{E}}_{{\rm{lk}}}} = {\rm{\Delta m}}{{\rm{c}}^2} = 2,4 \cdot {10^{ - 3}} \cdot 931,5 = 2,2356{\rm{MeV}}\)

Năng lượng để tách hạt nhân tách \(_1^2{\rm{D}}\)thành các hạt nucleon riêng rẽ chính là năng lượng liên kết của hạt nhân nên năng lượng tối thiểu của photon cần thiết là 2,2356 MeV.