Найти количество энергии, которая выделится во время реакции термоядерного синтеза трития и водорода, когда масса смеси 1 г, а трития по массе в три раза больше, чем водорода.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для реакции термоядерного синтеза трития и водорода выполняется следующее уравнение:

2H + 3T -> 4He + n + энергия

Согласно уравнению, для образования 4 ядер гелия и одного нейтрона необходимы 2 атома водорода и 3 атома трития.

Масса атома водорода H = 1 г/Нₐ = 1 g/6.02 x 10²³ = 1.67 x 10^-24 г
Масса атома трития T = 3 x 1.67 x 10^-24 = 5.01 x 10^-24 г

Таким образом, масса 2 атомов водорода составляет:
2 x 1.67 x 10^-24 = 3.34 x 10^-24 г
Массу 3 атомов трития:
3 x 5.01 x 10^-24 = 15.03 x 10^-24 = 15.03 x 10^-24 г = 1.503 x 10^-22 г

Итак, общая масса смеси составляет:
3.34 x 10^-24 + 15.03 x 10^-24 = 18.37 x 10^-24 г = 1.837 x 10^-22 г

Теперь, найдем энергию, которая выделится в результате реакции, используя закон сохранения массы и энергии (E=mc^2):

E = Δm * c^2
где Δm - изменение массы в кг,
c - скорость света (3 x 10^8 м/с)

Δm = (1.837 x 10^-22)/1000 = 1.837 x 10^-25 кг

E = 1.837 x 10^-25 * (3 x 10^8)^2 = 1.653 x 10^-10 Дж

Итак, количество энергии, выделяющееся в результате реакции термоядерного синтеза трития и водорода, когда масса смеси 1 г, а трития по массе в три раза больше, чем водорода, равно 1.653 x 10^-10 Дж.