Каков энергетический выход в результате ядерной реакции 2/1H + 2/1H = 3/2He + 1/0n?

Skrytyy_Tigr

31

Данная ядерная реакция, известная как термоядерный синтез, является реакцией слияния двух ядер дейтерия (\(2/1H\)). Дейтерий - это изотоп водорода, содержащий один протон и один нейтрон.

В результате данной реакции образуется ядро гелия-3 (\(3/2He\)) и один нейтрон (\(1/0n\)).

Чтобы определить энергетический выход этой реакции, мы можем использовать формулу Эйнштейна для эквивалентности массы и энергии (\(E=mc^2\)), где \(E\) - энергия, \(m\) - масса, а \(c\) - скорость света.

Сначала мы должны вычислить разницу в массе до и после реакции. Масса протонов и нейтронов примерно равна единице атомной массы. Масса дейтерия составляет примерно 2,014 атомных массы, а масса гелия-3 составляет примерно 3,014 атомных массы.

Таким образом, разница в массе будет:

\[
\text{Разница массы} = \text{Масса до} - \text{Масса после} \\
= 2 \times 2,014 - 3,014 \\
= 1,999 - 3,014 \\
= -1,015
\]

Теперь мы можем использовать формулу Эйнштейна для расчета энергии:

\[
E = mc^2
\]

Учитывая, что масса измеряется в кг, а скорость света \(c\) равна приблизительно \(3 \times 10^8\) м/с, мы можем вычислить энергию:

\[
E = -1,015 \times (3 \times 10^8)^2 \\
E \approx -9,14 \times 10^{17} \, \text{Дж}
\]

Отрицательное значение энергии указывает на то, что в данной ядерной реакции выделяется энергия. Полученное значение энергии является абсолютным значением и указывает на количество энергии, выделяющейся при реакции.

Пожалуйста, обратите внимание, что результат является приближенным, и могут присутствовать значения, округленные в зависимости от используемых констант и точности вычислений.