Какая энергия освобождается в результате ядерной реакции 21h+21h-> 31h+11h?

Для решения данной задачи нам понадобится знание о ядерных реакциях и массовых различиях атомных ядер. Ядерная реакция в задаче описывает протон-протонное слияние, которое происходит в солнечной короне.

Данная реакция приводит к образованию дейтерия (протия) и позитрона. Дейтерий содержит один протон и один нейтрон, а позитрон является элементарной частицей, имеющей положительный заряд и античастицей электрона.

Для решения задачи, необходимо вычислить разницу в энергии между исходными и конечными частицами, используя известные данные об атомных массах и массовое энергетическое соотношение $E=m{c}^2$.

Давайте рассчитаем разницу массы исходных частиц (21H и 21H) и конечных частиц (31H и 11H).

Масса протона равна приблизительно 1.007825 атомных единиц массы (аму).

Масса дейтерия (21H) равна 2.014 аму, так как он содержит один протон и один нейтрон.

Масса позитрона (11H) составляет 0.000548 аму.

Таким образом, разница масс между исходными частицами (два протона) и конечными частицами (дейтерий и позитрон) составляет:

$$\mathrm{\Delta }m=2\times (1.007825\text{аму})-(2.014\text{аму}+0.000548\text{аму})$$

Вычислим это:

$$\mathrm{\Delta }m=2.01565\text{аму}-2.014548\text{аму}=0.001102\text{аму}$$

Теперь, используя соотношение $E=m{c}^2$, мы можем вычислить энергию, освобождаемую в результате данной ядерной реакции. В этом соотношении $c$ - скорость света, которая равна приблизительно $3\times {10}^8$ м/с.

Величина высвобождающейся энергии будет равна:

$$E=\mathrm{\Delta }m\times c^2$$

Подставим значения и рассчитаем:

$$E=0.001102\text{аму}\times (3\times {10}^8\text{м/с}{)}^2$$

$$E=0.001102\text{аму}\times (9\times {10}^{16}{\text{м}}^2/{\text{с}}^2)$$

$$E=9.918\times {10}^{13}\text{Дж}$$

Таким образом, энергия, освобождаемая в результате данной ядерной реакции $21H+21H\to 31H+11H$ составляет около $9.918\times {10}^{13}$ Дж (джоулей).