Nükleer fizik (Çekirdek fiziği) nedir

Örnek 04 / 08
Soru:

Bir nükleer füzyon reaksiyonunda, iki döteryum (\( ^{2}_{1}H \)) çekirdeği birleşerek bir helyum-3 (\( ^{3}_{2}He \)) çekirdeği ve bir nötron (\( ^{1}_{0}n \)) oluşturmaktadır. Bu reaksiyonda açığa çıkan enerjiyi megaelektronvolt (MeV) cinsinden hesaplayınız.
Verilen kütleler:
- \( ^{2}_{1}H \) kütlesi = 2.014102 u
- \( ^{3}_{2}He \) kütlesi = 3.016029 u
- \( ^{1}_{0}n \) kütlesi = 1.008665 u
- 1 u (atomik kütle birimi) = 931.5 MeV/c²

Çözüm:

💡 Açığa çıkan enerji, kütle farkının (\( \Delta m \)) enerji eşdeğeri olarak hesaplanır (\( E = \Delta m \cdot c^2 \)).

  • ➡️ Reaksiyon Denklemi: \( ^{2}_{1}H + ^{2}_{1}H \rightarrow ^{3}_{2}He + ^{1}_{0}n \)
  • ➡️ Toplam Başlangıç Kütlesi: 2.014102 u + 2.014102 u = 4.028204 u
  • ➡️ Toplam Son Kütle: 3.016029 u + 1.008665 u = 4.024694 u
  • ➡️ Kütle Farkı (\( \Delta m \)): 4.028204 u - 4.024694 u = 0.003510 u
  • ➡️ Açığa Çıkan Enerji (E): \( E = \Delta m \times 931.5 \) MeV = 0.003510 u × 931.5 MeV/u
  • ➡️ Hesaplayalım: 0.003510 × 931.5 ≈ 3.27 MeV

✅ Sonuç: Bu füzyon reaksiyonunda açığa çıkan enerji yaklaşık 3.27 MeV'dir.

1 2 3 4 5 6 7 8