* Каков энергетический выход следующей ядерной реакции: 4/2 He + 4/2 He → 7/3 Li + 1/1 H?

Решение:

Для расчета энергетического выхода необходимо знать массы покоя частиц, участвующих в реакции. Предположим, что используются массы изотопов в а.е.м.:

• Масса \( ^{4}_{2}He \) (альфа-частица) \( m_{\alpha} \approx 4.002603 \) а.е.м.
• Масса \( ^{7}_{3}Li \) \( m_{Li} \approx 7.016003 \) а.е.м.
• Масса \( ^{1}_{1}H \) (протон) \( m_p \approx 1.007825 \) а.е.м.

1. Суммарная масса исходных ядер:

\[ m_{исходная} = 2 \(\cdot\) m_{\(\alpha\)} = 2 \(\cdot\) 4.002603 \(\text{ а.е.м.}\) = 8.005206 \) а.е.м.

2. Суммарная масса конечных ядер:

\[ m_{конечная} = m_{Li} + m_p = 7.016003 \(\text{ а.е.м.}\) + 1.007825 \(\text{ а.е.м.}\) = 8.023828 \) а.е.м.

3. Дефект массы (\(\Delta m\)):

\[ \(\Delta\) m = m_{исходная} - m_{конечная} = 8.005206 \(\text{ а.е.м.}\) - 8.023828 \(\text{ а.е.м.}\) = -0.018622 \) а.е.м.

Дефект массы отрицательный, что означает, что в этой реакции поглощается энергия, а не выделяется.

4. Энергетический выход (поглощение энергии):

\( E = \Delta m \cdot 931.5 \frac{\text{МэВ}}{\text{а.е.м.}} \)

\( E = -0.018622 \text{ а.е.м.} \cdot 931.5 \frac{\text{МэВ}}{\text{а.е.м.}} \approx -17.34 \) МэВ.

Отрицательное значение означает, что для протекания этой реакции необходимо сообщить энергию.

Ответ: Энергетический выход реакции отрицательный и составляет приблизительно -17.34 МэВ (реакция требует подвода энергии).