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.

перейти к началу страницы