Дано:
- Количество синтезируемых ядер бериллия-8 и гелия в секунду = 10^34 ядер
- Энергия, идущая на поддержку первой ступени реакции, составляет 12.5% от общей энергии слияния.
Найти:
Общую энергию, которая вырабатывает красный гигант в результате тригелиевой реакции.
Решение:
1. Оценим энергию, выделяемую при слиянии одного ядра бериллия-8 и гелия в углерод, используя известную величину для термоядерных реакций.
Энергия, выделяемая в результате тригелиевой реакции (при образовании углерода) составляется около 7.273 МэВ (мегаэлектронвольт) на одно слияние.
2. Переведем энергию в джоули:
1 МэВ = 1.602 × 10^-13 Дж
E_reaction = 7.273 МэВ * 1.602 × 10^-13 Дж/МэВ
E_reaction ≈ 1.164 × 10^-12 Дж
3. Рассчитаем общую энергию, выделяемую в секунду:
E_total = N * E_reaction
E_total = 10^34 ядер * 1.164 × 10^-12 Дж
E_total ≈ 1.164 × 10^22 Дж
4. Теперь, учитывая, что 12.5% этой энергии идет на поддержание первой ступени реакции, можно вычислить, сколько энергии вырабатывает звезда:
E_maintenance = 0.125 * E_total
E_maintenance = 0.125 * 1.164 × 10^22 Дж
E_maintenance ≈ 1.455 × 10^21 Дж
Ответ:
Красный гигант вырабатывает примерно 1.455 × 10^21 Дж энергии каждую секунду в результате тригелиевой реакции.