5. Излучение Солнца обусловлено энергией, выделяющейся в термоядерной реакции, при которой четыре ядра водорода 1Н рождают ядро гелия 42Не. Энергия связи ядра 42Не составляет 7 МэВ/нуклон. Чему равна масса гелия, возникающего в Солнце ежесекундно, если мощность излучения Солнца составляет 4 · 1026 Вт? Масса ядра гелия 6,6 · 10-27 кг. Ответ выразите в миллионах тонн.

Решение:

1. Определим общее количество нуклонов в ядре гелия: Ядро гелия ⁴₂He имеет 4 нуклона (2 протона и 2 нейтрона).
2. Рассчитаем энергию, выделяемую при образовании одного ядра гелия:
   Энергия связи на нуклон = 7 МэВ.
   Общая энергия связи ядра гелия = 7 МэВ/нуклон * 4 нуклона = 28 МэВ.
3. Переведем энергию из МэВ в Джоули:
   1 МэВ = 1.602 * 10^-13 Дж.
   28 МэВ = 28 * 1.602 * 10^-13 Дж ≈ 44.856 * 10^-13 Дж.
4. Рассчитаем количество ядер гелия, образующихся в Солнце за 1 секунду:
   Мощность излучения Солнца = 4 * 10²⁶ Вт (Дж/с).
   Количество ядер гелия = (Общая энергия, излучаемая в секунду) / (Энергия, выделяемая при образовании одного ядра гелия) = (4 * 10²⁶ Дж/с) / (44.856 * 10^-13 Дж/ядро) ≈ 0.089 * 10³⁹ ядер/с = 8.9 * 10³⁷ ядер/с.
5. Рассчитаем массу гелия, возникающего в Солнце ежесекундно:
   Масса одного ядра гелия = 6.6 * 10^-27 кг.
   Общая масса гелия = (Количество ядер гелия) * (Масса одного ядра гелия) = (8.9 * 10³⁷ ядер/с) * (6.6 * 10^-27 кг/ядро) ≈ 58.74 * 10¹⁰ кг/с.
6. Переведем массу из кг в тонны:
   1 тонна = 1000 кг.
   58.74 * 10¹⁰ кг = 58.74 * 10⁷ тонн.
7. Переведем массу в миллионы тонн:
   58.74 * 10⁷ тонн = 587.4 * 10⁶ тонн.

Ответ: 587.4 миллионов тонн.