Kärnfysik gammalt kursprov (Fysik/Fysik 1)

Hur är lösningen i facit? Vad är det du inte förstår med den?Det är ganska respektlöst att kräva att någon annan skall lägga ner en massa jobb på att förklara när du inte förklarar vad det är du behöver hjälp med. Tycker du att vi borde börja med att berätta att alla grundämnen är uppbyggda av protoner, neutroner och elektroner, eller kan vi börja på en något högre nivå?

Du får slå upp massorna på enskilda protoner och neutroner. Beräkna total massa av de 23 enskilda partiklarna. Då är det nästan klart.

Hej, om du visar dina räkningar och/eller förklarar vad det är du inte förstår (kanske slutsatsen de drar, kanske har du missuppfattat massdefekten, kanske har du räknat fel?) blir det enklare för oss att förstå exakt vad du vill ha hjälp med .

Generellt gäller att kärnans massa ska vara lika med antalet protoner (Z) gånger en fri protons vikt + antalet neutroner gånger en fri neutrons vikt - massdefekten (B). Nuklidtabeller brukar ha med elektronernas massa, vilket man får dra bort för att erhålla kärnans massa. Massdefekten ger dig bindningsenergin, dela med antalet nukleoner för att få bindningsenergin / nukleon.

Jag vet inte ens hur facits lösning ser ut, så risken är att jag kommer dragande med något helt snett här, men vi provar -- i bästa fall lär jag mig något.

Rättfram-metoden här säger att en atomkärna sätts ihop av neutroner och protoner, och de har massorna $m_{n} = 1.008664 u$ och $m_{p} = 1.007276$ , så att en kärna med $n_{p}$ protoner och 23 nuklider totalt har en summa av $m_{0} = n_{p} m_{p} + (23 - n_{p}) m_{n}$ , och för de tre kärnorna har vi uppmätta massor m som är $m_{F (23, 9)} = 23.00357 u, m_{N a (23, 11)} = 22.98977, m_{M g (23, 12)} = 22.99412$ . Då kan man beräkna mass-defekten som $m 0 - m$ (för F blir det $n_{p} m_{p} + (23 - n_{p}) n_{n} - m_{f (23, 9)} = 9 \times 1.007276 + (23 - 9) \times 1.008664 - 23.00357 = 0.18321$ ). Med en omvandlingsfaktor av 931.5MeV för varje u så är den defekten värd 171 MeV.

Jag lämnar resten som övning.

Om man tittar på de tre kärnorna så ser man att den största mass-defekten (bidningsenergin) på 181MeV återfinns hos Natrium, och de andra två har defekter som är värda 171 och 176 MeV vardera. Tittar man på wikipedia så ser man att Natrium är stabil, men de andra två isotoperna har en livslängd i storleksordningen några sekunder. Magnesium sönderfaller till just Natrium-23 under positronstrålning och Fluor har ett dominerande sönderfall till Neon under betastrålning.

Jag hoppas att det här hjälper, men som sagt -- det är alltid roligare om man får en ledtråd om vad du inte förstår med facits lösning.

Slutsatsen är: ju högre bindningsenergi per nukleon, desto mer stabil. Brukar gälla, men är ingen absolut regel. Säger facit något annat eller klokare?

Ber om ursäkt, det blev troligen något fel när jag skulle bifoga bilden, det verkar inte gå. Jag förstår nu facits lösning, men hur tar man reda på hur mycket en proton och neutron väger exakt?

Facit säger att Na är mest stabil och F minst stabil.

Massan för en proton och för en neutron bör stå i din formelsamling.