Fysik

Opgaver om kerneprocesser

19. februar 2022 af Trins29 - Niveau: B-niveau

Hej, så er jeg desværre på den igen. Jeg har sat mig helt fast i en opgave om kerneprocesser, som er multiple choice. Selvom jeg følger formlerne jeg har fået givet nøje, kan jeg simpelthen ikke finde frem til svar, der matcher svarmulighederne på de første fire opgaver. Resten af opgaverne kan jeg helt enkelt ikke overskue, hvordan jeg skal løse. Alt hjælp værdsat!

1. Bindingsenergi He-3

2. Bindingsenergi C-11

3. Bindingsenergi pr. nukleon He-3

4. Bindingsenergi pr. nukleon C-11

I en formeringsreaktor spaltes ²³⁹₉₄Pu til to lettere kerner i processer som følgende

¹₀n + ²³⁹₉₄Pu --> ⁹⁰₃₈Sr + ¹⁴⁷₅₆Ba + 3 ¹₀n

5. Masseenergi i begyndelsestilstand

6. Masseenergi i sluttilstand

7. Massetab

8. Q-værdi

I Solen bliver masseenergi omdannet til strålingsenergi. Solen udstråler effekten 3,9 · 10²⁶ W.
9. Solens massetab pr. sekund

10. Solens massetab pr. år

11. Solens massetab til nu

12. Hvor stor en brøkdel udgør Solens samlede massetab af dens nuværende masse?

På en fabrik, der fremstiller aluminiumplader, kontrollerer man pladernes tykkelse med en radioaktiv kilde. γ-kilden udsender γ-fotoner med energien 0,662 MeV. Halveringstykkelsen for denne stråling i aluminium er 3,5 cm. Geiger-Müller-røret registrerer 120 tællinger pr. sekund, når der ikke er nogen plade mellem kilde og rør. Antag, at fabrikken ønsker at fremstille aluminiumplader med en tykkelse på 1,2 cm. (figur, som viser dette princip har jeg vedhæftet)

13. Beregn det tælletal, som Geiger-Müller-røret skal registrere pr. sekund.

Venligst ikke bare besvar med formler, da jeg allerede har et par stykker ved hånden, som som sagt ikke hjælper mig.. kan opgaverne løbes igennem for mig, ville det være fantastisk :) Tusind tak for hjælpen på forhånd!

Vedhæftet fil: csm_408_Kontrol_aluminiumsplader_7afd0eb627.png

Brugbart svar (1)

Svar #1
19. februar 2022 af mathon

$\small \small \small \begin{array}{lllllll}\textbf{1.}\\&& m_{defekt}=&2\cdot m_p+1\cdot m_n-m\left ( _{2}^{3}\textrm{He} \right )=2\cdot \left (1.67262\cdot 10^{-27}\;kg \right )+\left ( 1.67493\cdot 10^{-27}\;kg \right )-\left (5.00824\cdot 10^{-27}\;kg \right )=\\\\&&&&\! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! 1.19357\cdot 10^{-29}\;kg\\\\&& E_{bindingsenergi} =&m_{defekt}\cdot c^2=\left (1.19357\cdot 10^{-29}\;kg \right )\cdot \left (2.99792\cdot 10^8\;\frac{m}{s} \right )^2=1.07273\cdot 10^{-12}\;J=6.69544\;MeV \end{array}$

Brugbart svar (1)

Svar #2
19. februar 2022 af mathon

$\small \small \small \small \begin{array}{lllllll}\textbf{2.}\\&& m_{defekt}=&6\cdot m_p+5\cdot m_n-m\left ( _{6}^{11}\textrm{C} \right )=6\cdot \left (1.67262\cdot 10^{-27}\;kg \right )+5\cdot \left ( 1.67493\cdot 10^{-27}\;kg \right )-\left (1.82849\cdot 10^{-26}\;kg \right )=\\\\&&&&\! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! 1.20694\cdot 10^{-28}\;kg\\\\&& E_{bindingsenergi} =&m_{defekt}\cdot c^2=\left (1.20694\cdot 10^{-28}\;kg \right )\cdot \left (2.99792\cdot 10^8\;\frac{m}{s} \right )^2=1.08474\cdot 10^{-11}\;J=67.7041\;MeV \end{array}$

Brugbart svar (1)

Svar #3
19. februar 2022 af mathon

$\small \small \begin{array}{lllllll}\textbf{3.}\\&& \textup{Bindingsenergi pr. nukleon:}=\frac{6.69544\;MeV}{\textup{3 nukleoner}} =2.23181\;\frac{MeV}{nukleon} \end{array}$

Brugbart svar (1)

Svar #4
19. februar 2022 af mathon

$\small \small \small \begin{array}{lllllll}\textbf{4.}\\&& \textup{Bindingsenergi pr. nukleon:}=\frac{67.7041\;MeV}{\textup{11 nukleoner}} =6.15492\;\frac{MeV}{nukleon} \end{array}$

Brugbart svar (1)

Svar #5
19. februar 2022 af mathon

$\small \small \small \begin{array}{lllllll}\textbf{5.}&E_ \textup{begyndelse}=\left ( m_n+239.052157\;u \right )\cdot c^2=\left (3.9863\cdot 10^{-25}\;kg \right )\cdot \left ( 2.99792\cdot 10^8\;\frac{m}{s} \right )^2&=&3.58271\cdot 10^{-8}\;J\\\\\textbf{6.}& E_{slut}=\left (\left (89.907738 \;u \right )+\left (146.934230\;u \right )+3\cdot m_n \right )\cdot c^2=\left (3.98310\cdot 10^{-25}\;kg \right )\cdot \left ( 2.99792\cdot 10^8\;\frac{m}{s} \right )^2&=&\underline{3.57983\cdot 10^{-8}\;J}\\\\\textbf{7.}&m_{tab}=\left ( 3.98630\cdot 10^{-25}\;kg \right )-\left ( 3.98310\cdot 10^{-25}\;kg \right )&=&0.0032\cdot 10^{-25}\;kg\\\\ \textbf{8.}&Q-\textup{v\ae rdi}=\left (0.0032\cdot 10^{-25}\;kg \right )\cdot \left ( 2.99792\cdot 10^8\;\frac{m}{s} \right )^2=2.87602\cdot 10^{-11}\;J&=&179.507\;MeV \end{array}$

Brugbart svar (1)

Svar #6
19. februar 2022 af mathon

Brugbart svar (1)

Svar #7
19. februar 2022 af mathon

$\small \textbf{13.}$
Uden aluminium foretager Geiger-Mülleren 120 tællinger.

dvs $\small N_0=120$

Sammenhængen er:
$\small \begin{array}{lllllll} N(x)&=&N_0\cdot \left ( \frac{1}{2} \right )^{\frac{x}{X_{\frac{1}{2}}}}\\\\ N(1.2)&=&120\cdot \left ( \frac{1}{2} \right )^{\frac{1.2}{3.5}}&=&94 \end{array}$

Svar #8
19. februar 2022 af Trins29

#1
$\small \small \small \begin{array}{lllllll}\textbf{1.}\\&& m_{defekt}=&2\cdot m_p+1\cdot m_n-m\left ( _{2}^{3}\textrm{He} \right )=2\cdot \left (1.67262\cdot 10^{-27}\;kg \right )+\left ( 1.67493\cdot 10^{-27}\;kg \right )-\left (5.00824\cdot 10^{-27}\;kg \right )=\\\\&&&&\! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! \! 1.19357\cdot 10^{-29}\;kg\\\\&& E_{bindingsenergi} =&m_{defekt}\cdot c^2=\left (1.19357\cdot 10^{-29}\;kg \right )\cdot \left (2.99792\cdot 10^8\;\frac{m}{s} \right )^2=1.07273\cdot 10^{-12}\;J=6.69544\;MeV \end{array}$

Jeg fik det samme resultat i den her opgave, men det er ikke en af svarmulighederne... Jeg kan kun vælge imellem a. 3,2 MeV, b. 23,8 MeV, c. 7,5 MeV og d. 73,5 MeV

Samme problem i opgave 2, hvor svarmulighederne er de samme.
I opgave 3 og 4 er svarmulighederne a. 2,5 MeV, b. 0,5 MeV, c. 6,7 MeV og d. 1,2 MeV
Formlerne du bruger, er de samme jeg har forsøgt mig med, og også de eneste jeg har adgang til i mit stof, og det er også derfor, jeg ikke helt forstår, hvad der er galt.

Skriv et svar til: Opgaver om kerneprocesser

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.