What is the energy output of the following nuclear reactions? 1) 1/1 H + 2/1 H = 3/2 He + y; 2) 2/1 H + 2/1 H = 3/1

Сначала, давайте рассмотрим задачу по очереди и проведем пошаговое решение каждой ядерной реакции, а затем найдем энергетический выход каждой реакции.

1) 1/1 H + 2/1 H = 3/2 He + y
Эта реакция представляет собой ядерный синтез, где два атома водорода объединяются, чтобы образовать гелий и некоторую энергию. В данной реакции происходит слияние протона с дейтроном, образуя гелий-3 и высвобождая энергию в виде гамма-квантов (y).

2) 2/1 H + 2/1 H = 3/1 H + 1/1 H
Эта реакция известна как ядерный синтез гелия-3. В данной реакции два атома водорода сливаются, образуя тритиум и протон. При этом выделяется некоторая энергия.

3) 2/1 H + 3/1 H = 4/2 He + 1/0 n
Эта реакция называется термоядерным синтезом и происходит внутри звезд. В данной реакции два атома водорода сливаются, образуя гелий-4 и нейтрон. Эта реакция также сопровождается выделением энергии.

4) 3/2 He + 3/2 He = 4/2 He + 1/1 H + 1/1 H
Эта реакция также представляет собой ядерный синтез гелия. В данной реакции два атома гелия-3 сливаются, образуя гелий-4 и два протона. И снова, при этом выделяется энергия.

5) 27/13 Al + 4/2 He = 30/15 P + 1/1 H
В данной реакции происходит ядерный распад, в котором атом алюминия-27 сталкивается с атомом гелия-4 и образуется фосфор-30 и протон.

Теперь давайте перейдем к энергетическому выходу каждой реакции. Для определения энергии, выделяющейся при каждой ядерной реакции, мы можем использовать формулу Эйнштейна E = mc^2, где E - энергия, m - масса, c - скорость света.

На самом деле, для определения точных значений энергетического выхода, нам понадобятся данные о точных массах ядерных частиц, но давайте проведем расчеты с использованием округленных значений масс:

Масса протона (1/1 H) = 1u
Масса дейтрона (2/1 H) = 2u
Масса гелия-3 (3/2 He) = 3u
Масса гелия-4 (4/2 He) = 4u
Масса трития (3/1 H) = 3u
Масса нейтрона (1/0 n) = 1u
Масса фосфора-30 (30/15 P) = 30u

Теперь давайте рассчитаем энергетический выход каждой реакции, используя формулу Эйнштейна.

1) 1/1 H + 2/1 H = 3/2 He + y
Масса H-1 + Масса H-2 = Масса He-3 + Масса y
1u + 2u = 3u + Масса y
3u = 3u + Масса y
Масса y = 0
Таким образом, энергетический выход этой реакции равен нулю.

2) 2/1 H + 2/1 H = 3/1 H + 1/1 H
Масса H-2 + Масса H-2 = Масса H-3 + Масса H-1
2u + 2u = 3u + 1u
4u = 4u
Эта реакция не сопровождается значимым энергетическим выходом.

3) 2/1 H + 3/1 H = 4/2 He + 1/0 n
Масса H-2 + Масса H-3 = Масса He-4 + Масса n
2u + 3u = 4u + Масса n
5u = 4u + Масса n
Масса n = u
В этой реакции выделяется некоторая энергия.

4) 3/2 He + 3/2 He = 4/2 He + 1/1 H + 1/1 H
Масса He-3 + Масса He-3 = Масса He-4 + 2 * Масса H-1
3u + 3u = 4u + 2u
6u = 6u
Как и в предыдущем случае, эта реакция не сопровождается значительным энергетическим выходом.

5) 27/13 Al + 4/2 He = 30/15 P + 1/1 H
Масса Al-27 + Масса He-4 = Масса P-30 + Масса H-1
27u + 4u = 30u + 1u
31u = 31u
В этой реакции также не происходит значительного энергетического выхода.

Итак, мы рассмотрели пять ядерных реакций и определили, что только реакция №3 (2/1 H + 3/1 H = 4/2 He + 1/0 n) и №5 (27/13 Al + 4/2 He = 30/15 P + 1/1 H) сопровождаются выделением энергии. В остальных реакциях энергетический выход оказывается незначительным или равным нулю.