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Physics Senior High

この問題の(2)についてで、発生したエネルギーはすべて運動エネルギーに変わるなどと書いてないのに、それ前提で計算をしているのですが、それは書いてないけど、なんとなく察するべきことなのでしょうか?

64 原子核 静止している原子核Xに粒子 a が衝突して原子核Yと粒子bがで きる核反応をX+a → Y+b+Q と表す。ここでQは反応のQ 値と呼ばれ,反応の前後の質量変化に相当するエネルギーである。す なわち, 粒子 a および b の質量をma, mb, 原子核XおよびYの質量 Q= (mx+ma)c-(my+mb) である。 を mx, my とすれば, Q >0の場合は発熱反応であって, Xにa がゆっくり衝突しても核 反応が起こる。一方, Q < 0 の場合は吸熱反応であって, a の運動エ ネルギーによってエネルギーを補給しなければ核反応は起こらない。 このために必要なa の運動エネルギーの最小値をこの反応の(エネル ギー) しきい値という。 I 次の発熱反応について考えよう。 ‘Li+n→ α+[ア+Q ここでLi, 中性子n,α粒子およびアの質量はそれぞれ 6.0135u, 1.0087u, 4.0015u, 3.0155u である。ただし, luは 3 × 102 MeV のエネルギーに相当する。 ア | の原子核は何か。 また、この反応のQ値は何 MeV か。 (2)十分遅い n が静止している Li に衝突して核反応が起こるとき, α 粒子の運動エネルギーを求めよ。 Ⅱ 核反応が吸熱反応である場合のしきい値を求めてみよう。 そこで, 粒子 a がちょうどしきい値に等しい運動エネルギーをもって静止 している原子核 X に衝突するとしよう。 このときのaの速さをU する。 (3)衝突直後, a は Xと一体となり, (ma+mx) の質量をもつ複合核 を作る。a の運動エネルギーから, 複合核の運動エネルギーを差 し引いたものを4Kとする。 AKをma, mxおよびva で表せ。 (4)この4Kが複合核に余分に蓄えられたエネルギーであり,複合 核が短時間後に原子核 Yと粒子bになるとき,質量の不足分は ⊿Kでちょうど補うことができる。 この反応のしきい値をQ, ma およびmxで表せ。 (広島大)

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Science Junior High

(2)の解説をお願いしたいです。

7. 次の文章を読んで、あとの問いに答えよ。 炭素の同位体には、中性子6個 (炭素12, 12C), 中性子7個(炭素13, 13C), 中性子8個 (炭素14, '4C) のものがあ ある。このうち、炭素14は原子核が不安定なため、 約5700年で半分の炭素14原子が窒素原子に変化する。 炭素14原子 は大気の高層ででき、 できる速さと窒素原子に変化する速さがつり合うため、大気に一定の割合で含まれる。 植物は大 気中の二酸化炭素で体をつくるため、体内に一定の割合で炭素14を含む。 植物が死ぬと二酸化炭素のとりこみが止ま り、炭素14原子が窒素原子に変化する。 そのため、木材が含む炭素14原子の割合から、木を伐採した年代がわかる。 (1) 同位体に関する記述として誤りを含むものをア~エの中から1つ選び記号で答えよ。 ア 互いに同位体である原子は、質量数が異なる。 イ 互いに同位体である原子は、 電子数が異なる。 ウ互いに同位体である原子は、同じ元素記号で表される。 I 地球上の物質中には、放射性同位体を含むものがある。 (2) 地層中から発見されたある木片中の炭素14 (14C) の割合が、 大気中の1/8になっていた。 この木片の木が枯れ たのは約何年前か。

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