Применение законов физики в ядерной физике

Первые механики даже и не предполагали, что законы механики будут использоваться в ядерной физике. Закон сохранения импульса и закон сохранения энергии нашли применение и в этом разделе физики.

Решение задач:

1. Атом распадается на две части, массы которых оказались равными М1 и М2. Определить их скорости, если общая кинетическая энергия частей равна Е.

Решение:

Движение частей атома после распада может быть описано уравнениями:

М₁V₁ = М₂V₂, М₁V₁²/2 + М₂V₂²/2 = Е, первое из которых выражает закон сохранения импульса, а второе — закон сохранения энергии (V₁ и V₂ — скорости частей атома);

V₁ = М₂ (2Е/(М₁М₂² + М₂М₁²))^½, V₂ = М₁(2Е/ (М₁М₂² + М₂М₁²))^½.

При в-распаде атома радиоактивного изотопа радия ²²⁸Ra из него вылетает электрон с энергией 0,05МэВ. При этом изотоп радия превращается в изотоп актиния ²²Ас. Какую кинетическую энергию имеет атом актиния?

• 2. Нейтрон с энергией 10^-15 Дж поглощается первоначально неподвижным ядром кадмия. Определить скорость вновь образовавшегося ядра.
• 3. Нейтрон испытывает упругое соударение с ядром гелия и затем, отразившись, упруго соударяется с другим ядром гелия (при упругих соударениях суммарная кинетическая энергия сохраняется). Ядра гелия до соударения были неподвижны. Считая оба соударения центральными (скорости до и после соударения направлены вдоль линии центров соударяющихся частиц), определить, во сколько раз изменится энергия нейтрона после двух соударений.
• 4. б — частица, имеющая скорость 1000 м/с, налетает на атом углерода, который двигался до соударения в том же направлении, но со скоростью, вдвое меньшей. С какой скоростью перемещается центр масс системы соударяющихся частиц?