Question

При термоядерной реакции $$_{1}^{2}\textrm{H}+_{1}^{3}\textrm{H}\rightarrow _{2}^{4}\textrm{He}+_{0}^{1}\textrm{n}$$ определите выделившуюся энергию? (Ответ выразить МэВ)

Answer 1

Ответ:

Объяснение:Ответ: выделится (28.3 + 2.2) - (7.7 + 8.5) MэВ = 14,3 эВ

Answer 2

Для определения выделившейся энергии при данной термоядерной реакции, мы можем использовать массовые дефекты реагирующих и образовавшихся ядер.

Массовый дефект можно рассчитать как разницу между суммой масс реагирующих ядер и суммой масс образовавшихся продуктов:

Массовый дефект ($\Delta m$) = (Масса реагирующих ядер) - (Масса образовавшихся продуктов)

Для этой реакции:

Масса ${1}^{2}\textrm{H}$ = 2.014102 u Масса ${1}^{3}\textrm{H}$ = 3.016049 u Масса ${2}^{4}\textrm{He}$ = 4.002603 u Масса ${0}^{1}\textrm{n}$ = 1.008665 u

Суммарная масса реагирующих ядер: 2.014102 u + 3.016049 u = 5.030151 u Суммарная масса образовавшихся продуктов: 4.002603 u + 1.008665 u = 5.011268 u

Массовый дефект: $\Delta m = 5.030151 u - 5.011268 u = 0.018883 u$

Теперь, используем соотношение между массовым дефектом и выделившейся энергией, которое известно благодаря известной формуле Эйнштейна $E=mc^2$, где $c$ - скорость света:

Выделившаяся энергия ($E$) = $\Delta m \cdot c^2$

В данном случае, энергия будет выражена в МэВ (мегаэлектронвольта), так как мы используем массы в атомных единицах (u), где 1 МэВ ≈ $1.66 \times 10^{-27}$ kg.

Конвертируем массовый дефект из атомных единиц в килограммы: $\Delta m_{kg} = 0.018883 u \cdot 1.66 \times 10^{-27}$ kg/u

Выделившаяся энергия ($E$) = $\Delta m_{kg} \cdot c^2$ (в джоулях)

Далее, конвертируем энергию из джоулей в МэВ: $E_{MeV} = E_{J} / (1.602 \times 10^{-13})$ MeV/J

Подставляем известные значения и производим вычисления:

$\Delta m_{kg} \approx 0.018883 u \cdot 1.66 \times 10^{-27} \approx 3.138 \times 10^{-29}$ kg

$E_{J} = (\Delta m_{kg}) \cdot c^2 \approx 3.138 \times 10^{-29} \cdot (3 \times 10^8)^2 \approx 2.824 \times 10^{-12}$ J

$E_{MeV} = 2.824 \times 10^{-12} / (1.602 \times 10^{-13}) \approx 17.62$ MeV

Таким образом, выделившаяся энергия при данной термоядерной реакции составляет примерно 17.62 МэВ.