Для решения этой задачи нужно применить закон сохранения импульса и закон сохранения энергии. Дейтерон (ядро дейтерия) имеет массу md, равную 2mp (где mp - масса протона). Давайте обозначим массы: md = 2mp m - масса ядра (которую мы ищем). После упругого столкновения дейтрон и ядро разлетаются под углом 30 градусов к направлению первоначального движения дейтрона. В таком случае при приложении закона сохранения импульса по двум координатам (горизонтальной и вертикальной) у нас получится: В горизонтальном направлении: md * v + 0 = md * v1 * cos(30°) + m * v2 * cos(30°), В вертикальном направлении: 0 = md * v1 * sin(30°) - m * v2 * sin(30°). Где v - начальная скорость дейтрона, v1 и v2 - скорости дейтрона и ядра после столкновения соответственно. При сохранении энергии имеем: (1/2) * md * v^2 = (1/2) * md * v1^2 + (1/2) * m * v2^2. Заменим md = 2mp и далее упростим уравнения. Для определения массы ядра можно использовать известные массы нуклидов. В данном случае ядро, с которым взаимодействует дейтрон, скорее всего, является ядром атома гелия (He), которое имеет массу примерно 4u (где u - атомная единица массы). Таким образом, в большинстве случаев така ядерное взаимодействие происходит именно с ядром гелия. Поэтому, окончательно, масса ядра m = 4mp. Так что элемент, с которым столкнулся дейтрон — это гелий.
