Question

Яка енергія виділяється при утворенні 1г гелію 2Не4 з протонів і нейтронів?

Answer 1

1) Находим дефект массы ядра гелия
1 а.е.м = 1,66*10^-27 кг
масса ядра гелия(He) = 4,0026 а.е.м
масса одного протона (P)= 1,00728 а.е.м 
масса одного нейтрона (N)= 1.00866 а.е.м
Дефект массы ядра равен
Δm=P*2+N*2-He=2,01456+2,01732-4,0026=0,02928 а.ем
Переведем из а.е.м в кг
0,02928*1,66*10^-27=4,86048*10^-29 кг
Энергия связи в одном ядре гелия (энергия которая выделяется при слиянии нейтронов и протонов в один атом гелия)
Е=Δm*c^2=437,4432*10^-14 Дж
2)Находим число атомов гелия  в 1г
N=$\frac{m}{M*1,66*10^-27} = \frac{0,001}{4,0026*1,66*10^-27} = 1,504*10^23$ шт
3) Находим энергию которая выделится при слиянии протонов и нейтронов для создания 1 г гелия, умножив число атомов гелия на энергию которая выделяется при слиянии нейтрона и протона в один атом гелия
Е=1,504*10^23*4,86048*10^-29=7,31*10^-6 Дж

Answer 2

Енергія, що виділяється при утворенні 1 г гелію-2 (He-2) з протонів і нейтронів, може бути обчислена з використанням масових елементів та реакції ядерного злиття.

Маса 1 протону (H) дорівнює близько 1,00783 атомної маси (аму), тоді як маса 1 нейтрону (N) дорівнює близько 1,00867 аму. Маса гелію-2 складає близько 4,002603 аму.

У реакції ядерного злиття, що відбувається для утворення гелію-2, два протони сполучаються з двома нейтронами. Таким чином, потрібно мати два протони і два нейтрони для утворення 1 г гелію-2.

Отже, маса протонів дорівнює 2 * 1,00783 = 2,01566 аму, а маса нейтронів дорівнює 2 * 1,00867 = 2,01734 аму.

Сполучаючи два протони і два нейтрони, отримуємо гелій-2. Отже, енергіяформується під час цієї реакції утворення.

Враховуючи, що маса гелію-2 дорівнює 4,002603 аму, для обчислення енергії, що виділяється, можна використовувати масову різницю:

Енергіяформується = (2,01566 аму + 2,01734 аму) - 4,002603 аму

Енергіяформується = 0,03137 аму

Отже, енергія, що виділяється при утворенні 1 г гелію-2 з протонів і нейтронів, дорівнює 0,03137 аму.

valassevitch(2021)