Каков энергетический результат ядерной реакции между двумя атомами водорода-1 и одним атомом гелия-3, в результате

Kosmos

39

Для решения данной задачи нам потребуется применить закон сохранения энергии и массы в ядерных реакциях.

Сначала рассмотрим ядерную реакцию между атомами водорода-1 (протоном) и гелия-3. В результате реакции образуется атом гелия-2 и один нейтрон. Нам необходимо определить энергетический результат этой реакции.

Известно, что энергия связи для ядра гелия-2 составляет 7,714 МэВ. Это означает, что для разрыва ядра гелия-2 с энергией связи 7,714 МэВ потребуется затратить данное количество энергии.

Также нам известно, что в результате реакции образуется один нейтрон. Масса нейтрона составляет около 1 атомной единицы массы (а.е.м).

Так как в реакции участвует атом дейтерия (нуклонный состав: 1 протон и 1 нейтрон), можем сказать, что энергетический результат данной реакции будет равен разности энергии связи атомов гелия-2 и дейтерия в исходном состоянии, и энергии связи атомов гелия-2 и дейтерия в конечном состоянии (после реакции).

Теперь проведем расчет:

Энергия связи исходных атомов гелия-2 и дейтерия:
Э1 = Энергия связи ядра гелия-2 = 7,714 МэВ
Э2 = Энергия связи ядра дейтерия

Так как нам не известна конкретная энергия связи ядра дейтерия, то проведем предположение, что она составляет 2,225 МэВ (данное значение достаточно близкое к реальному). Обратите внимание, это предположение сделано для решения задачи и может не соответствовать действительности.

Теперь вычислим энергетический результат реакции:
Энергетический результат (Q) = Э2 + (Э1 - Э2)
Q = 2,225 МэВ + (7,714 МэВ - 2,225 МэВ)
Q = 2,225 МэВ + 5,489 МэВ
Q = 7,714 МэВ

Таким образом, энергетический результат реакции между двумя атомами водорода-1 и одним атомом гелия-3, в результате которой образуется атом гелия-2 и один нейтрон, составляет 7,714 МэВ.