能量质量方程
- 爱因斯坦在他的相对论物质可以被认为是能量的一种形式,因此,他提出:
- 质量可以转化为能量
- 能量可以转化为质量
- 这被称为质能等价,可概括为:
E=mc2
- 地点:
- E=能量(J)
- 米质量(千克)
- c=光速(m s-1)
- 质能等价的例子有:
- 的融合氢在太阳中心变成氦
- 的裂变核电站中铀的含量
- 核武器
- 高能粒子碰撞在粒子加速器中
核反应释放的能量
- 结合能等于原子核形成过程中释放的能量,可以用以下公式计算:
E = (Δm2
- 地点:
- E =释放的结合能(J)
- Δm =质量缺陷(公斤)
- c =光速(m s-1)
- 由于裂变和聚变而产生的子核每个核子的结合能比母核高
- 因此,能量被释放为父核和子核之间的质量差的结果
工作的例子
(部分)
步骤1:平衡两边的质子数(底部数)
92 = (2 × 46) + xnp(其中np是c中的质子数)
xnp= 92 - 92 = 0
因此,c一定是中子
步骤2:平衡两边的核子数
235 + 1 = (2 × 116) + x
X = 235 + 1 - 232 = 4
因此,反应中产生4个中子
部分(b)
步骤1:求每个原子核的结合能
每个原子核的总结合能=每核子的结合能×质量数
结合能95Sr = 8.74 × 95 = 830.3 MeV
结合能139Xe = 8.39 × 139 = 1166.21 MeV
结合能235U = 7.60 × 235 = 1786 MeV
步骤2:计算生成物和反应物之间的能量差
反应1释放的能量= E老+ EXe- EU
反应1释放的能量= 830.3 + 1166.21 - 1786
反应1释放的能量= 210.5 MeV
部分(c)
-
- 由于反应1比反应2释放更多的能量,它的最终产物每核子的结合能会更高
- 因此,他们会更加稳定
- 这是因为释放的能量越多,它在每核子结合能与核子数的关系图上移动得越快(A)
- 由于在较高的A值下,每核子结合能随A的增大而逐渐减小
- 核反应倾向于更稳定的路线,因此,反应1更有可能发生
- 由于反应1比反应2释放更多的能量,它的最终产物每核子的结合能会更高