Какое количество энергии будет высвобождено при слиянии свободных нуклонов для образования ядра атома гелия-3|2? Массы

Тема урока: Расчет выпущенной энергии при слиянии ядер атомов

Пояснение: При слиянии ядер атомов высвобождается определенное количество энергии. Чтобы рассчитать эту энергию, необходимо знать разницу в массе до и после слияния ядер.

В данной задаче необходимо определить массу атома гелия-3 (3 нуклона и 2 протона). Затем нужно вычислить разницу масс до и после слияния ядер, используя указанные значения масс нуклонов и атома гелия-3.

Масса до слияния = 3 массы протона + 2 массы нейтрона

Масса после слияния = масса атома гелия-3

Далее, разница масс умножается на квадрат скорости света, чтобы получить количество энергии в электрон-вольтах (эВ).

Пример:
Масса до слияния = (3 * 1,00814 a.е.м) + (2 * 1,00899 a.е.м) = 6,03329 a.е.м
Масса после слияния (масса ядра гелия-3) = 3,01699 a.е.м

Разница масс = Масса до слияния - Масса после слияния = 6,03329 a.е.м - 3,01699 a.е.м = 3,0163 a.е.м

Выпущенная энергия = (разница масс * скорость света в квадрате) = (3,0163 a.е.м) * (9 * 10^16 м^2/с^2) = 2,71467 * 10^-3 эВ

Таким образом, при слиянии свободных нуклонов для образования ядра атома гелия-3|2 будет высвобождено около 2,71467 * 10^-3 электрон-вольта энергии.

Совет: Чтобы лучше понять это, изучите концепцию энергии связи ядра, разницу масс и энергию, высвобождаемую при ядерных реакциях.

Упражнение:
Сколько энергии будет высвобождено при слиянии свободных нуклонов для образования ядра атома гелия-4? Массы покоя протона (мр) равна 1,00814 а.е.м, нейтрона (мн) - 1,00899 а.е.м, а ядра гелия-4 (мя) - 4,00260 а.е.м. Ответ представьте в электрон-вольтах.