Lembar kerja ini mencakup topik SL terpilih untuk mata kuliah yang pertama kali dievaluasi pada 2025; ini bukan seluruh silabus.
Prasyarat: baca kuantitas dan satuan yang ditentukan, serta gunakan aritmatika dan kondisi model di bawah ini.
Contoh-contoh ini orisinal dan fiksi: mereka bukan pengukuran nyata atau investigasi mahasiswa sungguhan.
18.2
Fisi: konservasi muatan dan nukleon, akuntabilitas energi
Apa yang akan menjelaskan observasi ini?
Neutron dapat memicu inti berat untuk membelah, melepaskan energi dan neutron tambahan. Apakah proses tersebut menjadi reaksi berantai bergantung pada apa yang terjadi pada neutron-neutron tersebut.
Bangun modelnya
Dalam fisi inti berat terbelah menjadi inti yang lebih ringan.
Nomor proton dan nomor nukleon seimbang dalam persamaan inti.
Total massa diam dapat berkurang; selisihnya sesuai dengan energi yang dilepaskan melalui E = Δmc².
Fisi: Pemecahan inti berat menjadi inti yang lebih ringan.
Reaksi berantai: Urutan di mana produk memicu peristiwa lanjutan.
Neutron masuk, dua fragmen dan dua atau tiga neutron keluar, disertai pelepasan energi
Pilih bukti yang dapat mengujinya
Pisahkan kekekalan nomor nukleon dari kekekalan total energi.
Neutron yang dilepaskan dapat memicu fisi lanjutan, keluar, atau diserap.
Reaktor terkendali dan reaksi berantai tak terkendali memiliki kondisi manajemen neutron yang berbeda.
Di laboratorium: Seimbangkan persamaan nuklir yang disediakan, gunakan data massa yang ditentukan, dan identifikasi sistem. Analisis model atau data reaktor yang dipublikasikan; ini bukan upaya sekolah untuk menghasilkan fisi atau menangani bahan reaktor.
Bekerja dari kuantitas yang diketahui
Diketahui: U-235 menyerap satu neutron, membentuk Ba-141, Kr-92, dan tiga neutron.
Keseimbangan nukleon: 235+1 = 141+92+3 = 236.
Keseimbangan proton: 92 = 56+36.
Penurunan massa sebesar 2.0×10⁻²⁸ kg sesuai dengan 1.8×10⁻¹¹ J menggunakan c=3.0×10⁸ m/s.
Giliran Anda: Nukleus U-235 ditambah satu neutron menghasilkan fragmen dengan nomor massa 141 dan 92. Berapa banyak neutron yang menyeimbangkan persamaan tersebut?
Periksa kesimpulan dan batasannya
Nomor massa bukanlah massa presisi dalam kilogram.
Label bilangan bulat yang seimbang saja tidak dapat menghitung energi yang dilepaskan.
Peluruhan radioaktif dan fisi yang diinduksi neutron bukan deskripsi yang dapat ditukar.
Tidak benar: Persamaan nomor nukleon yang seimbang saja tidak memberikan pelepasan energi dalam joule. Label bilangan bulat massa dan muatan hanya memeriksa kekekalan; mereka tidak mengatakan apa-apa tentang energi. Energi yang dilepaskan berasal dari penurunan kecil pada MASSA aktual melalui E = mc^2, yang memerlukan massa terukur, bukan nomor massa.
Kunci:
Dalam fisi nuklir, inti berat membelah menjadi inti yang lebih ringan.
Pisahkan kekekalan nomor nukleon dari kekekalan total energi.
Perhatikan: nomor massa bukanlah massa yang tepat dalam kilogram.
Tulis dari 2 neutron penyeimbang
Nukleus U-235 ditambah satu neutron menghasilkan fragmen dengan nomor massa 140 dan 94.
Temukan berapa banyak neutron yang menyeimbangkan nomor nukleon. Jumlah itu bukan pelepasan energi dalam joule.
Tulis dari pemeriksaan kekekalan
U-235 menyerap sebuah neutron: Xe-140 + Sr-94 + dua neutron.
Nukleon: 236 = 140 + 94 + 2. Proton: 92 = 54 + 38. KEDUA penimbangan harus terpenuhi — jika salah satu gagal, persamaan tersebut salah.
Tulis dari arah defek massa
Produk fisi ditimbang berbanding dengan reaktan.
Produk memiliki MASSA LEBIH RENDAH: massa yang hilang muncul sebagai energi melalui E = Δmc², karena energi ikat per nukleon meningkat menuju besi.
Jelajahi
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.
