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Enunciado

Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 8.1 - Ex. 113

A massa de um núcleo de carbono é aproximadamente 12 vezes a massa de um nêutron. (a) Use os resultados do Problema 112 para mostrar que após N colisões frontais elásticas de um nêutron com um núcleo de carbono em repouso, a energia cinética do nêutroné aproximadamente 0,716 N   K 0 , onde K 0 é sua energia cinética inicial. b) Os Nêutrons emitidos pela fissão de um núcleo de urânio têm energias cinéticas de cerca de 2,0   M e V . Para que um destes nêutrons provoque a fissão de outro núcleo de urânio em um reator, sua energia cinética deve ser reduzida para cerca de 0,020   e V . Quantas colisões frontais são necessárias para reduzir a energia cinética de um nêutron de 2,0   M e V para 0,020   e V , supondo colisões frontais elásticas com núcleos estacionários de carbono?

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.

Do problema 112, temos:

K n f K n i = K n i - ∆ K n E 0 = M - m 2 M + m 2

Aplicando ao problema, temos:

K n f E 0 = 12 m - m 2 12 m + m 2 = 0,716

Logo a energia cinética de um nêutron após N   colisões, é dado por:

K n f = 0,716 N E 0

Passo 2

Item (b):

Vamos substituir os valores conhecidos:

10 - 8 = 0,716 N

N = - 8 log ⁡ 0,716

N ≈ 55

Resposta

a ) K n f = 0,716 N E 0

b ) N ≈ 55

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