חומר זה מכסה נושאי SL נבחרים לקורס שנבחן לראשונה ב-2025; אינו מהווה את כל תוכנית הלימודים.
תנאי מקדימים: לקרוא את הכמויות והיחידות המצוינות, ולהשתמש באריתמטיקה ובתנאי המודל למטה.
הדוגמאות הן מקוריות ודמיוניות: הן אינן מדידות אמיתיות או חקירות תלמיד אמיתיות.
18.2
גרעיני: שמירת מטען ונוקלאונים, חשבון האנרגיה
מה would explain this observation?
נטרון יכול לגרם לגרעין כבד להסתפק, ולשחרר אנרגיה ונטרונים נוספים. האם התהליך הופך לתגובה שרשרתית תלוי במה שקורה לנטרונים אלו.
בנה את המודל
במערכת סדק גרעיני גרעין כבד מתפצל לגרעינים קלים יותר.
מספר הפרוטונים ומספר הנוקליונים מאוזנים במשוואה גרעינית.
הסך הכול של המסה השקועה יכול להיקטע; ההפרש עומד באנרגיה משתחררת דרך E = Δmc².
סדק גרעיני: התפצלות גרעין כבד לגרעינים קלים יותר.
תגובה שרשרתית: רצף שבו המוצרים יוצרים אירועים נוספים.
ניטרון נכנס, שני שבירים ושני או שלושה ניטרונים יוצאים, עם שחרור אנרגיה
בחר עדויות שיכולות לבחון אותו
הפרדת שימור מספר הנוקליונים משימור האנרגיה הכוללת.
נייטרונים משתחררים עשויים לייצר סדקים נוספים, להתפזר או לספג.
תגובה שרשרתית מבוקרת ותגובה שרשרתית לא מבוקרת הן בעלות תנאי ניהול נייטרונים שונים.
במעבדה: איזנו משוואה גרעינית שסופקה, השתמשו בנתוני המסה המפורטים וזהו את המערכת. ניתוח מודלים או נתוני תגובה שרשרתית פורסמים; זהו אינו ניסיון לבית הספר ליצירת סדק גרעיני או לטפל בחומרי תגובה שרשרתית.
עבוד מכמויות ידועות
נתון: U-235 סופג נייטרון אחד, ויוצר Ba-141, Kr-92 ושלושה נייטרונים.
איזון נוקליאונים: 235+1 = 141+92+3 = 236.
איזון פרוטונים: 92 = 56+36.
ירידת מסה של 2.0×10⁻²⁸ ק"ג עומדת ב-1.8×10⁻¹¹ J כאשר c=3.0×10⁸ מ'/ש.
תורכם: גרעין U-235 פלוס נייטרון אחד מייצרים שבירים עם מספרי מסה 141 ו-92. כמה נייטרונים מאזנים את המשוואה?
בדוק את המסקנה ואת הגבולות שלה
מספר המסה אינו מסה מדויקת בקילוגרם.
תוויות שלמות מאוזנות בלבד אינן מחשבות את האנרגיה המשחררת.
קריעה רדיואקטיבית וביקוע המופעל על ידי נייטרונים אינם תיאורים הניתנים להחלפה זה בזה.
אינו נכון: משוואת מספר נוקלאונים מאוזנת לבדה אינה נותנת את שחרור האנרגיה בג'ול. תוויות של מספר מסה ומטען שלמים מבדקות רק שימור; הן אינן אומרות דבר על אנרגיה. האנרגיה המשוחררת נובעת מהירידה הקטנה במסה בפועל לפי E = mc^2, הדורשת מסות מדודות ולא מספרי מסה.
מפת מושגים:
בביקוע גרעיני גרעין כבד מתפצל לגרעינים קלים יותר.
הפרדת שימור מספר הנוקליונים משימור האנרגיה הכוללת.
יש לשים לב: מספר מסה אינו מסה מדויקת בקילוגרם.
כתב ממספר 2 נייטרונים מאזנים
גרעין U-235 פלוס נייטרון אחד מייצר שבירים עם מספרי מסה 140 ו94.
מצא כמה נייטרונים מאזנים את מספר הנוקלאונים. ספירה זו אינה שחרור האנרגיה בג'ול.
כתוב מבדיקת שימור
U-235 סופג ניטרון: Xe-140 + Sr-94 + שני ניטרונים.
נוקלאונים: 236 = 140 + 94 + 2. פרוטונים: 92 = 54 + 38. שתי האיזונות חייבות להתקיים — אם אחת מהן נכשלת, המשוואה שגויה.
כתוב מכיוון עיוות המסה
מוצרי הגרעין משקלים מול התגובה.
המוצרים משקלים פחות: המסה החסרה מופעת כאנרגיה באמצעות E = Δmc², כי אנרגיית קישור לניוקלון עולה לעבר ברזל.
חקור
Balance integer labels; use mass data for energy
U-235 plus one neutron has 236 nucleons and 92 protons. Test the Ba-141, Kr-92 and three-neutron products, then calculate 1.8 × 10⁻¹¹ J from the separately stated mass decrease of 2.0 × 10⁻²⁸ kg.
