Enunciado
Física - Hewitt - Física Conceitual- Ed: 12º - Capítulo 34.Pense e Resolva - Ex. 34
Uma importante reação de fusão, tanto em bombas de hidrogênio como em reatores de fusão, é a “reação DT”, na qual um dêuteron e um tríton (núcleo do trítio, isótopo pesado do hidrogênio) se combinam, formando uma partícula alfa e um nêutron, e liberando muita energia. Use a conservação do momentum para explicar por que o nêutron resultante desta reação fica com cerca de 80% da energia, enquanto a partícula alfa fica com apenas 20% dela.
Passo 1
Fala aí! Vamos analisar esse negócio por partes. Olha só, uma partícula alfa possui dois prótons e dois nêutrons, ou seja, seu número de massa é igual a 4. Um nêutron, no entanto, possui massa equivalente a somente ¼ disso.
Agora, a energia dessa reação é liberada majoritariamente na forma de energia cinética (), que é expressa pela metade do produto da massa () pela velocidade () ao quadrado.
Poderíamos também expressar essa energia em termos do momento linear (), isso pode ser interessante para usarmos a conservação do momento.
Ficamos, então, com:
Passo 2
Maravilha, agora como a gente usa isso? Se liga, o momento será igual para as duas partículas, devido à conservação, neste caso, a energia cinética se torna inversamente proporcional à massa. Portanto, como o nêutron tem massa 4 vezes menor que a partícula alfa, sua energia cinética será 4 vezes maior!
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)