Такой вопрос. Определите на сколько реакция синтеза дейтерия и трития с образованием гелия-4 и нейтрона энергетически более выгодна, чем реакция деления ядра урана-235 с образованием ядер тория-231 и гелия-4.Ответ дайте в МэВ

Для решения этой задачи необходимо вычислить разницу в энергии между реакцией синтеза дейтерия и трития с образованием гелия-4 и нейтрона и реакцией деления ядра урана-235 с образованием ядер тория-231 и гелия-4.

Сначала определим энергетические выгоды обеих реакций:

1. Синтез дейтерия и трития с образованием гелия-4 и нейтрона:
Масса дейтерия (D) = 2,0141 ю
Масса трития (T) = 3,0160 ю
Масса гелия-4 (He) = 4,0026 ю
Масса нейтрона = 1,0087 ю

Известно, что масса электрона равна 0,511 МэВ/c², ютрона - 931,5 МэВ/c²

Энергетическая выгода реакции синтеза дейтерия и трития:
ΔE1 = [масса(D) + масса(T) - масса(He) - масса(нейтрона)] * c²
ΔE1 = [(2,0141 + 3,0160) - 4,0026 - 1,0087] * 931,5 МэВ
ΔE1 = (5,1974 - 4,0026 - 1,0087) * 931,5 МэВ
ΔE1 = 0,1861 * 931,5 МэВ
ΔE1 ≈ 173,4 МэВ

2. Реакция деления ядра урана-235 с образованием ядер тория-231 и гелия-4:
Масса урана-235 (U) = 235,0439 ю
Масса тория-231 (Th) = 231,0359 ю
Масса гелия-4 (He) = 4,0026 ю

Энергетическая выгода реакции деления урана-235:
ΔE2 = [масса(U) - масса(Th) - масса(He)] * c²
ΔE2 = (235,0439 - 231,0359 - 4,0026) * 931,5 МэВ
ΔE2 = (235,0439 - 235,0385 - 4,0026) * 931,5 МэВ
ΔE2 = 0,0028 * 931,5 МэВ
ΔE2 ≈ 2,6 МэВ

Теперь найдем разницу в энергии между этими двумя реакциями:

ΔE1 - ΔE2 = 173,4 МэВ - 2,6 МэВ ≈ 170,8 МэВ

Следовательно, реакция синтеза дейтерия и трития с образованием гелия-4 и нейтрона энергетически более выгодна, чем реакция деления ядра урана-235 с образованием ядер тория-231 и гелия-4, на приблизительно 170,8 МэВ.