Дано:
- Масса изотопа литий-6 (Li-6) = 9.01218 × 10^-27 кг
- Масса дейтерия (D) = 2.01410 × 10^-27 кг
- Масса альфа-частицы (He) = 6.644 × 10^-27 кг
- Масса, образующаяся в результате реакции = 2 * масса альфа-частицы = 2 * 6.644 × 10^-27 кг
Найти:
Энергетический выход в термоядерной реакции слияния изотопа литий-6 и дейтерия.
Решение:
1. Распишем реакцию слияния:
Li-6 + D → 2 He
2. Найдем массу конечных продуктов реакции:
m_final = 2 * масса альфа-частицы
m_final = 2 * 6.644 × 10^-27 кг
m_final = 1.3288 × 10^-26 кг
3. Теперь найдем общую массу исходных ядер:
m_initial = масса Li-6 + масса D
m_initial = 9.01218 × 10^-27 кг + 2.01410 × 10^-27 кг
m_initial = 1.103328 × 10^-26 кг
4. Определим дефект массы (Δm):
Δm = m_initial - m_final
Δm = 1.103328 × 10^-26 кг - 1.3288 × 10^-26 кг
Δm = -2.25472 × 10^-27 кг
Так как значение дефекта массы отрицательное, это означает, что система выделяет энергию.
5. Рассчитаем выделяемую энергию, используя известную формулу E = Δm * c^2, где c = 3 × 10^8 м/с.
E = |Δm| * c^2
E = 2.25472 × 10^-27 кг * (3 × 10^8 м/с)^2
E = 2.25472 × 10^-27 кг * 9 × 10^16 м^2/с^2
E ≈ 2.029248 × 10^-10 Дж
Ответ:
Энергетический выход в термоядерной реакции слияния изотопа литий-6 и дейтерия составляет примерно 2.03 × 10^-10 Дж.