Dùng hạt proton có động năng K, bắn vào hạt nhân \({}_3^7Li\) đứng yên, sau phản ứng thu được hai hạt giống nhau có cùng động năng 9,5 MeV. Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ gamma. Biết năng lượng toả ra của phản ứng là 17,4 MeV. Giá trị của Kp là
Lời giải chi tiết
Để giải bài toán này, ta cần áp dụng nguyên lý bảo toàn năng lượng trong phản ứng hạt nhân.
Giả sử hạt proton có động năng \( K_p \) bắn vào hạt \( {}_3^7\text{Li} \) để tạo ra hai hạt giống nhau có động năng 9,5 MeV mỗi hạt.
Phản ứng này có thể viết dưới dạng:
\( p + {}_3^7\text{Li} \rightarrow 2X + Q \)
trong đó \( Q = 17,4 \) MeV là năng lượng tỏa ra của phản ứng.
Theo bảo toàn năng lượng, ta có phương trình:
\[ K_p + m_{Li}c^2 + m_pc^2 = 2 \times 9,5 + 2m_Xc^2 \]Thể hiện lại bằng chỉ số khối lượng và hằng số bí, chúng ta biết rằng:
\[ K_p + m_{Li}c^2 + m_pc^2 = 19 \text{ MeV} + Q + 2m_Xc^2 \]Vậy từ đây, ta có thể suy ra:
\[ K_p = Q + 19 - (m_p + {}_3^7\text{Li} - 2m_X)c^2 \]Nhưng trên thực tế, \( m_p + {}_3^7\text{Li} - 2m_X\) là hệ số rất nhỏ do phản ứng bảo toàn khối lượng - năng lượng nên
\[ K_p = 19 - 17,4 = 1,6\text{ MeV} \]Vậy, đáp án là:
A. 1,6 MeV
Chú ý khi giải