Page 270 - physics6

256 ฟิสิกส์ เล่ม 6 ฟิสิกส์ เล่ม 6 บทที่ 20 | ฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค 257

32. จงคำานวณพลังงานที่ได้เมื่อดิวเทอเรียมมวล 1 กิโลกรัม เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ตามสมการ
2 2 4
1 H + H He
1
2
2
2
4
) เท่ากับ 2.014102 u
กำาหนด มวลของดิวเทอเรียม ( H + H He
1
2
1
4
มวลของฮีเลียม ( He) เท่ากับ 4.002604 u
2
วิธีทำา หามวลที่ลดลง Δm ในปฏิกิริยาตามสมการ จะได้
m = 2m 2 4 m
1 H 2 He
= 2(2.014102 u) – 4.002604 u
= 0.025600 u
หาพลังงานที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ (E) ที่เทียบเท่ามวลที่ลดลง Δm จะได้
E = (0.025600 u)(931.5 MeV/u)
= 23.8464 MeV
6 -19
หรือ E = (23.8464 × 10 eV) × (1.6 × 10 J/eV)
-12
= 3.82 × 10 J
มวลของดิวเทอเรียม 2 อนุภาค เท่ากับ 2(2.014102 u) = 4.028204 u
แปลงเป็นหน่วยกิโลกรัม จะได้
26
-27
(4.028204 × 10 u)(1.66 × 10 kg/u) = 6.69 × 10 kg
-27
-27
ดังนั้น มวลของดิวเทอเรียม 6.69 × 10 กิโลกรัม ทำาให้ได้พลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ 3.82 10 12 J1 kg
3.82 × 10 J ถ้ามีมวลของดิวเทอเรียม 1 kg จะได้พลังงานปฏิกิริยานิวเคลียร์เป็น E ' = 6.69 10 27 kg
14
3.82 10 12 J1 kg
E ' =
6.69 10 27 kg
14
= 5.71 × 10 J
ตอบ พลังงานที่ได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ของดิวเทอเรียมมวล 1 กิโลกรัมมีค่าเท่ากับ
14
5.7 × 10 จูล
33. ฟิวชันในดวงอาทิตย์และดาวฤกษ์ส่วนมาก เกิดจากการรวมกันของไฮโดรเจนเป็นฮีเลียม มี
ขั้นตอนดังนี้
1 1 2 0
ขั้นตอนที่ 1 1 H + H H + e + e
1
1
1
2 1 3
ขั้นตอนที่ 2 1 H + H He +
1
2
3 3 4 1
ขั้นตอนที่ 3 2 He + He He + 2H +
2
2
1
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี