Краткое пояснение:
Энергия, выделяемая при ядерной реакции, рассчитывается по формуле $$E = \Delta m \cdot c^2$$, где $$\Delta m$$ — дефект массы, то есть разница между суммой масс исходных частиц и суммой масс продуктов реакции.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Рассчитываем суммарную массу исходных частиц (дейтерий и тритий). Масса дейтерия = 2,014 а.е.м., масса трития = 3,016 а.е.м. Суммарная масса = $$2,014 + 3,016 = 5,030$$ а.е.м.
- Шаг 2: Рассчитываем суммарную массу продуктов реакции (гелий и нейтрон). Масса гелия = 4,0026 а.е.м., масса нейтрона = 1,0087 а.е.м. Суммарная масса = $$4,0026 + 1,0087 = 5,0113$$ а.е.м.
- Шаг 3: Вычисляем дефект массы ($$\Delta m$$). $$\Delta m =$$ (масса исходных) - (масса продуктов) $$= 5,030 - 5,0113 = 0,0187$$ а.е.м.
- Шаг 4: Переводим дефект массы в Джоули. Известно, что 1 а.е.м. эквивалентна энергии $$931,5$$ МэВ. Энергия в МэВ = $$0,0187 \times 931,5 \approx 17,4$$ МэВ.
- Шаг 5: Переводим энергию из МэВ в Джоули. $$1$$ МэВ $$= 1,6 \times 10^{-13}$$ Дж. Энергия в Дж $$= 17,4 \times 1,6 \times 10^{-13} \approx 27,84 \times 10^{-13} \approx 2,784 \times 10^{-12}$$ Дж.
- Шаг 6: Сравниваем полученный результат с вариантами ответов. Наиболее близкий ответ — 3) $$5 \times 10^{-10}$$ Дж. *Примечание: в задании, вероятно, ошибка, так как расчеты дают значение порядка $$10^{-12}$$ Дж, но из предложенных вариантов наименьшее значение, соответствующее выделению энергии, является 3).*
Ответ: 3) 5-10-10 Дж