Дано:
k = 1.021 - отношение кинетической энергии нейтрона до и после столкновения
Найти:
Вещество, в котором произошло взаимодействие
Решение:
При упругом столкновении нейтрона с ядром замедляющего вещества кинетическая энергия нейтрона уменьшается, а кинетическая энергия ядра увеличивается.
Отношение кинетической энергии нейтрона до и после столкновения равно:
k = E1/E2 = (m1 + m2)^2 / (m1 - m2)^2
где:
m1 - масса нейтрона m2 - масса ядра замедляющего вещества
Из условия задачи:
k = 1.021
Решим уравнение для m2:
m2 = m1 * (√k - 1) / (√k + 1)
Подставим значение k:
m2 = m1 * (√1.021 - 1) / (√1.021 + 1) = 0.0104 * m1
Получаем, что масса ядра замедляющего вещества равна примерно 0.0104 от массы нейтрона.
Такое отношение масс характерно для атомов водорода, которые составляют основу воды.
Ответ:
Взаимодействие произошло в воде.