FR-01765Materiał Freedu

Zadanie 10 (egzamin próbny CKE, grudzień 2024)

LiceumMaturaRozszerzenieFizykaFizyka jądrowa

Źródło: Egzamin próbny CKE grudzień 2024, fizyka, poziom rozszerzony (formuła 2023, MFAP-R0-100-2412), zad. 10

    Zadanie 10, wspólne informacje. Zadanie 10. Cykl protonowy to łańcuch reakcji termojądrowych zachodzących w gwiazdach. W wyniku tych reakcji z czterech protonów powstaje stabilne jądro helu. Energia uwalniana podczas tego cyklu jest głównym źródłem energii Słońca. Pierwszym etapem cyklu protonowego jest fuzja (połączenie) dwóch protonów. W jej wyniku + powstają: cząstka e (pozyton, nazywany też antyelektronem), jądro izotopu pewnego pierwiastka, który oznaczymy jako X , oraz tzw. neutrino elektronowe ν . e Masy jąder i cząstek uczestniczących w opisanej fuzji protonów, wyrażone w jednostkach atomowych, mają następujące wartości: 𝑚 = 1,007276 u – masa protonu p 𝑚 = 2,013553 u – masa powstałego jądra X + 𝑚 = 0,000549 u – masa cząstki e e Neutrino ma zerowy ładunek elektryczny, a jego masę możemy pominąć.

    Zadanie 10.1

    Zadanie 10.1. Zadanie 10.1. (0–2) Poniżej przedstawiono schemat fuzji dwóch protonów: 0 … + p + p → X + e + ν … e 0 gdzie X oznacza jądro izotopu pierwiastka ................. 10.1. Uzupełnij powyższy schemat tak, aby powstało równanie fuzji dwóch protonów. Wpisz w wykropkowane miejsca w schemacie właściwe liczby: atomową i masową, 0 – 1 – 2 a pod schematem – symbol (lub nazwę) izotopu pierwiastka, którego jądro powstaje w tej fuzji. Brudnopis

    Zadanie 10.2

    Zadanie 10.2. Zadanie 10.2. (0–1) Oceń prawdziwość poniższych stwierdzeń. Zaznacz P, jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe. Suma energii kinetycznych dwóch protonów jest większa od sumy energii + kinetycznych jądra X , cząstki e oraz neutrina ν – powstałych 1. P F e w opisanej fuzji. + Cząstka e powstaje podczas opisanej fuzji w wyniku przemiany protonu 2. P F w neutron. Brudnopis

    Zadanie 10.3

    Zadanie 10.3. Zadanie 10.3. (0–1) Fuzja dwóch protonów jest możliwa, gdy suma energii kinetycznych tych dwóch protonów jest bardzo duża. Sformułuj uzasadnienie powyższego faktu. Odwołaj się do konkretnych własności odpowiednich oddziaływań fizycznych.

    Zadanie 10.4

    Zadanie 10.4. Zadanie 10.4. (0–3) Energia Δ𝐸 uwalniana podczas fuzji dwóch protonów jest równa różnicy energii 𝑘𝑖𝑛 + kinetycznych, jakie mają w sumie produkty tuż po fuzji (jądro X , cząstka e i neutrino ν ), e oraz energii kinetycznych, jakie mają w sumie dwa protony przed fuzją. Masy jąder i cząstek uczestniczących w opisanej fuzji protonów podano we wstępie do zadania (na stronie 25). W obliczeniach energii wykorzystaj związek: 2 1 u ⋅ 𝑐 ≈ 931,5 MeV – 𝑐 to wartość prędkości światła w próżni. 10.4. Oblicz 𝚫𝑬 – energię uwalnianą podczas fuzji dwóch protonów. Wynik podaj w 𝐌𝐞𝐕 , 𝒌𝒊𝒏 0 – 1 – zaokrąglony do dwóch cyfr znaczących. Zapisz obliczenia. 2 – 3 + Uwaga! W bilansie energii pomijamy energię uzyskaną z anihilacji cząstki e z elektronem napotkanym w otoczeniu (to jest odrębny proces).

    Wróć do wyników

    Podobne zadania