Откуда берется энергия
Согласно знаменитой формуле Эйнштейна Е = mс2. масса
и энергия взаимосвязаны. Из трех ядер дейтерия получилось одно ядро ге-лия-4,
протон и нейтрон. Проследим за массой частиц, участвующих в реакциях синтеза.
Массу будем измерять в атомных единицах. За атомную единицу массы принята
1/12 массы атома углерода 12С: 1 а.е.м.= 1,66*10-27
кг.
В этих единицах масса ядра дейтерия составляет 2,014. Значит, масса
трех ядер дейтерия в левой части окончательного уравнения составляет 6,042.
Справа масса протона составляет 1,0073 атомной единицы, нейтрона - 1,0087
и ядра гелия-4 - 4,0027 атомной единицы. Масса всех частиц в правой части
уравнения составляет 6,0187. Таким образом, в результате реакции масса
уменьшилась на 0,0233 атомной единицы и выделилась энергия в соответствии
с формулой Эйнштейна. Всегда общая масса частиц, получившихся в результате
реакции синтеза (и реакции деления тоже), меньше, чем масса исходных частиц.
По формуле Эйнштейна, 1 а.е.м. эквивалентна 931,5 МэВ энергии. Значит,
в результате реакции выделится энергия 931,5*0,0233~21,6 МэВ. Если в 1
г дейтерия все атомы подвергнутся реакциям синтеза, выделится энергии около
3,5-1011 Дж (350 ГДж). Для наглядности давайте вспомним о стакане
воды, с которого начался наш разговор об энергии. Энергии 3,5*1011
Дж (350 ГДж) хватило бы, чтобы нагреть до кипения 5 млн. стаканов воды.
|