Каково уравнение реакции при захвате нейтрона ядром бора (B 10), после которого происходит расщепление ядра на ядра

Для решения этой задачи нам понадобятся знания о ядерных реакциях и законе сохранения энергии и массы.

Перед началом решения давайте определимся с обозначениями:
Ядро бора-10 обозначается как \(^{10}B\).
Ядро лития-7 обозначается как \(^7Li\).
Ядро гелия-4 обозначается как \(^4He\).

В данной реакции захват нейтрона ядром бора-10 приводит к расщеплению ядра на ядра лития-7 и гелия-4. Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

\[^{10}B + n \rightarrow ^7Li + ^4He\]

Теперь перейдем к определению энергии Q, высвобождаемой при данной реакции. В ядерных реакциях энергия Q высвобождается в результате разницы масс реагирующих веществ до и после реакции.

Мы знаем, что:
Масса ядра бора-10 (\(^{10}B\)) составляет 10.0129 atomic mass units (u).
Масса нейтрона (\(n\)) составляет примерно 1.0087 u.
Масса ядра лития-7 (\(^7Li\)) составляет примерно 7.0160 u.
Масса ядра гелия-4 (\(^4He\)) составляет примерно 4.0026 u.

Для расчета энергии Q воспользуемся следующей формулой:

\[Q = (\Delta m)c^2\]

где \(\Delta m\) - разница масс реагирующих веществ до и после реакции,
\(c\) - скорость света в вакууме, равная приблизительно \(3 \times 10^8\) м/с,
\(c^2\) - скорость света в квадрате.

Теперь вычислим разницу масс:

\(\Delta m = (m_{^{10}B} + m_n) - (m_{^7Li} + m_{^4He})\)

Подставим известные значения:

\(\Delta m = (10.0129 \, \text{u} + 1.0087 \, \text{u}) - (7.0160 \, \text{u} + 4.0026 \, \text{u})\)

\(\Delta m = 11.0216 \, \text{u} - 11.0186 \, \text{u}\)

\(\Delta m = 0.0030 \, \text{u}\)

Теперь вычислим энергию Q, используя формулу:

\[Q = (\Delta m)c^2\]

\[Q = (0.0030 \cdot 1.66054 \times 10^{-27} \, \text{кг}) \cdot (3 \times 10^8 \, \text{м/с})^2\]

\[Q \approx 2.697 \times 10^{-11} \, \text{Дж}\]

Таким образом, уравнение реакции при захвате нейтрона ядром бора-10 и энергия Q, высвобождающаяся при данной реакции, равны:

\(^{10}B + n \rightarrow ^7Li + ^4He\)

\(Q \approx 2.697 \times 10^{-11} \, \text{Дж}\)