Zadanie 10.2 — Fizyka jądrowa · Matura 2023, poziom Rozszerzony

Wiązkę protonów przyśpieszono w polu elektrycznym napięciem $U=270\text{ kV}$ od prędkości początkowej równej 0 do prędkości o wartości $v$. Przyśpieszona wiązka protonów pada na tarczę zawierającą jądra litu ${}_3^7\text{Li}$. W wyniku zderzenia pojedynczego protonu z nieruchomym jądrem litu ${}_3^7\text{Li}$ powstały dwie cząstki $\alpha$.

Całkowita energia kinetyczna cząstek $\alpha$ jest większa od energii kinetycznej protonu padającego na tarczę.

Masy jąder i cząstek uczestniczących w opisanej reakcji jądrowej, wyrażone w jednostkach atomowych, mają następujące wartości:

$m_{\text{p}}=1,007276\text{ u }-\text{ masa protonu}$

$m_{\alpha }=4,001506\text{ u }-\text{ masa cząstki }\alpha {\text{ (jądra helu }}^4\text{He)}$

$m_{\text{Li}}=7,014357\text{ u }-{\text{ masa jądra litu }}_3^7\text{Li}.$