9 классКрепкий орешекРасчётная задача
Крепкий орешек: энергия термоядерной реакции
Глава 4. Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер
Условие
В реакции ²₁H + ³₁H → ⁴₂He + ¹₀n массы частиц равны: m(²H)=2,014102 а.е.м., m(³H)=3,016049 а.е.м., m(⁴He)=4,002603 а.е.м., m(n)=1,008665 а.е.м. Найдите энергетический выход реакции. Используйте 1 а.е.м.·c² = 931,5 МэВ.
Дано
- mD
- 2,014102 а.е.м.
- mT
- 3,016049 а.е.м.
- mHe
- 4,002603 а.е.м.
- mₙ
- 1,008665 а.е.м.
Найти
- Q
Сначала самостоятельно
Попробуйте решить задачу
Подсказка и решение пока скрыты. Это не жестокость, это обучение.
02
Пошаговый разбор
Решение
Складываем массы исходных частиц
До реакции имеются ядра дейтерия и трития.
mисх = 2,014102 + 3,016049 = 5,030151 а.е.м.
Складываем массы продуктов
После реакции образуются ядро гелия и нейтрон.
mпрод = 4,002603 + 1,008665 = 5,011268 а.е.м.
Находим уменьшение массы
Положительная разность масс превращается в выделившуюся энергию.
Δm = mисх − mпрод = 0,018883 а.е.м.
Вычисляем энергетический выход
Умножаем дефект массы реакции на энергетический эквивалент атомной единицы массы.
Q = 0,018883 · 931,5 ≈ 17,6 МэВ
Решение ещё не открыто
Ответпримерно 17,6 МэВ
Физический смысл
Энергия выделяется потому, что суммарная масса продуктов меньше суммарной массы исходных ядер.
Типичные ошибки
- Вычитать массу исходных частиц из массы продуктов.
- Смешивать атомные единицы массы и килограммы в одном вычислении.