Редактирование: КП: Энергия падения метеорита

Перейти к: навигация, поиск

Внимание! Вы не авторизовались на сайте. Ваш IP-адрес будет публично видимым, если вы будете вносить любые правки. Если вы войдёте или создадите учётную запись, правки вместо этого будут связаны с вашим именем пользователя, а также у вас появятся другие преимущества.

Правка может быть отменена. Пожалуйста, просмотрите сравнение версий, чтобы убедиться, что это именно те изменения, которые вас интересуют, и нажмите «Записать страницу», чтобы изменения вступили в силу.
Текущая версия Ваш текст
Строка 40: Строка 40:
 
Энергия распада урана: рассмотрим реакцию деления ядра урана-235. Ядро делится на два или 3 осколка (зависит от типа реакции)с меньшей суммарной массой с испусканием двух или трёх нейтронов.
 
Энергия распада урана: рассмотрим реакцию деления ядра урана-235. Ядро делится на два или 3 осколка (зависит от типа реакции)с меньшей суммарной массой с испусканием двух или трёх нейтронов.
  
−
При этом масса целого ядра до деления больше массы получившихся осколков. Разница составляет примерно 0.1 % массы разделившегося ядра, следовательно, в энергию переходит 0,1 % от первоначальной массы, т.е., в рассматриваемом случае, 0, 001 кг.
+
Масса атома урана:235,043929 а.е.м.
  
−
Энергия распада 1 ядра урана:
+
Энергия связи в зависимости от атомного номера
−
<math>E=\Delta  m\cdot c^2</math>,
+
[[Файл:500px-Binding_energy_curve_-_common_isotopes_DE.png‎|400px|thumb|left|]]
  
−
где <math>\Delta  m</math> — дефект масс (разность масс ядра и типичных продуктов распада).
+
У этих ядер, как видно из таблицы, приведённой выше, удельная энергия связи порядка 8,5 МэВ/нуклон. Удельная энергия связи ядра урана 7,6 МэВ/нуклон. Следовательно, при делении ядра урана выделяется энергия, равная 0,9 МэВ/нуклон или около 205 МэВ на один атом урана, что составляет порядка 1 процента от массы атома урана.  
  
−
Масса атома урана:235,043929 а.е.м.<br>
+
Пример:
−
Массовое число = 235 а.е.м.<br>
+
Реакция деления ядра урана-235 при столкновении с медленным нейтроном.  
  
−
<math>\Delta  m =0,043929 </math> а.е.м.<br>
+
[[Файл:UraniumDecay.png]]
  
−
1 а.е.м. = <math>1,660\cdot 10^{-27}</math>кг
+
Энергия распада урана:
 +
<math>E=\Delta  m\cdot c^2</math>,
  
−
Тогда:
+
где <math>\Delta  m</math> — дефект масс (разность масс ядра и типичных продуктов распада).
−
<math>E=\Delta  m\cdot c^2 = 0,63\cdot 10^{-11}</math>Дж
 
−
 
 
−
Т.к. в данном случае распалось не 1 ядро, нужно посчитать количество ядер в 1 г урана.
 
  
−
Тогда вся выделившаяся энергия <math>= N\cdot E</math>, где
+
Коэффициент взаимосвязи массы и энергии —
  
−
<math>N</math>-количество ядер в 1 грамме урана-235.
+
с2 = E/m = 8,9874 • 1016 Дж/кг = 931,5 МэВ/а. е. м.
  
−
<math> N=\frac{m\cdot Na}{M} </math>
+
При этом масса целого ядра до деления больше массы получившихся осколков. Разница составляет примерно 0.1 % массы разделившегося ядра, следовательно, в энергию переходит 0,1 % от первоначальной массы, т.е.,в рассматриваемом случае, 0, 001 кг.
  
−
<math>m=0,001</math> кг — масса прореагировавших ядер из 1 кг урана-235.
+
<math>\Delta m</math> для урана-235 = <math>40 920,5 </math> КэВ.
−
 
−
<math>Na=6,022\cdot 10^{23}</math> 1/моль
 
  
−
<math>N\cdot E = 1,62138\cdot 10^{10}</math> Дж
+
Тогда для ядерной реакции: <math>E=5,9\cdot 10^5</math> Дж.
  
−
<math>M=235\cdot 10^{-3}</math>кг/моль
 
  
 
== Обсуждение результатов и выводы ==
 
== Обсуждение результатов и выводы ==
  
−
Как видно из результатов, приведённых выше, энергия, выделившаяся при падении метеорита массой в 1 кг со 2-ой космической скоростью будет ~ в 20 раз меньше, чем энергия ядерного распада 1 кг урана-235.
+
Как видно из результатов, приведённых выше, энергия, выделившаяся при падении метеорита массой в 1 кг со 2-ой космической скоростью будет на 3 порядка выше, чем энергия ядерного распада 1 кг урана-235.
−
Для того, чтобы сравниться по величине выделившейся энергии с реакцией ядерного распада, метеорит должен лететь со скоростью не менее 50 км/с к моменту столкновения.
 
  
−
Для сравнения: энергия взрыва атомных бомб при Хиросиме и Нагасаки— от 13 до 18 килотонн в тротиловом эквиваленте.
+
Для сравнения: энергия взрыва — от 13 до 18 килотонн в тротиловом эквиваленте.
 
Энергия падения метеорита массой в 1 кг — <math>19,4\cdot 10^{-5}</math> килотонн.
 
Энергия падения метеорита массой в 1 кг — <math>19,4\cdot 10^{-5}</math> килотонн.
 
Соответственно, при столкновении с Землёй метеорита массой в 100 т произойдёт взрыв, превышающий по значению выделившейся энергии взрыв бомбы в Хиросиме. [[http://ru.wikipedia.org/wiki/%C0%F2%EE%EC%ED%FB%E5_%E1%EE%EC%E1%E0%F0%E4%E8%F0%EE%E2%EA%E8_%D5%E8%F0%EE%F1%E8%EC%FB_%E8_%CD%E0%E3%E0%F1%E0%EA%E8]]
 
Соответственно, при столкновении с Землёй метеорита массой в 100 т произойдёт взрыв, превышающий по значению выделившейся энергии взрыв бомбы в Хиросиме. [[http://ru.wikipedia.org/wiki/%C0%F2%EE%EC%ED%FB%E5_%E1%EE%EC%E1%E0%F0%E4%E8%F0%EE%E2%EA%E8_%D5%E8%F0%EE%F1%E8%EC%FB_%E8_%CD%E0%E3%E0%F1%E0%EA%E8]]
Вам запрещено изменять защиту статьи.
Связанное содержимое ↓
Edit Создать редактором
Шаблоны быстрого доступа

Обратите внимание, что все добавления и изменения текста статьи рассматриваются как выпущенные на условиях лицензии Public Domain (см. Department of Theoretical and Applied Mechanics:Авторские права). Если вы не хотите, чтобы ваши тексты свободно распространялись и редактировались любым желающим, не помещайте их сюда.
Вы также подтверждаете, что являетесь автором вносимых дополнений или скопировали их из источника, допускающего свободное распространение и изменение своего содержимого.
НЕ РАЗМЕЩАЙТЕ БЕЗ РАЗРЕШЕНИЯ МАТЕРИАЛЫ, ОХРАНЯЕМЫЕ АВТОРСКИМ ПРАВОМ!

To protect the wiki against automated edit spam, we kindly ask you to solve the following CAPTCHA:

Отменить | Справка по редактированию  (в новом окне)
Источник — «http://tm.spbstu.ru/КП:_Энергия_падения_метеорита»