核融合反応で生成されるエネルギー ― 問題点と解決策

1.次の核融合反応の式に基づいて、核融合反応で生成されるエネルギーを求めなさい。

核融合反応で生成されるエネルギー ― 問題点と解決策 1

解決策

反応物と生成物の質量:

反応物の質量(m reactant ) = 1.0078 amu + 1.0078 amu = 2.0156 amu

生成物の質量(m product ) = 2.01410 amu + 0.00055 amu = 2.01465 amu

反応における質量の損失:

Δm = m反応物– m生成物

Δm = 2.01560 amu – 2.01465 amu

Δm = 0.00095 amu

この反応における質量の減少は0.00095 amuである。

1 amu = 931 MeV。0.00095 amu = 0.00095 x 931 MeV = 0.88445 MeV。

amu = 原子質量単位

MeV = メガ電子ボルト(エネルギーの単位)

2.次の核融合反応の式に基づいて、核融合反応で生成されるエネルギーを求めなさい。

核融合反応で生成されるエネルギー ― 問題点と解決策 2

解決策:

反応物と生成物の質量:

反応物の質量(m reactant ) = 2.014 amu + 3.016 amu = 5.03 amu

生成物の質量(m product ) = 4.0026 amu + 1.0084 amu = 5.011 amu

反応における質量の損失:

Δm = m反応物– m生成物

Δm = 5.03 amu – 5.011 amu

Δm = 0.019 amu

反応における質量の減少は0.019 amuである。

1 amu = 931 MeV。0.019 amu = 0.019 x 931 MeV = 17.689 MeV = 17.69 MeV。

3.次の核融合反応の式に基づいて、核融合反応で生成されるエネルギーを求めなさい。

核融合反応で生成されるエネルギー ― 問題点と解決策 3

解決策:

反応物と生成物の質量:

反応物の質量(m reactant ) = 13.0033 amu + 2.0141 amu = 15.0174 amu

生成物の質量(m product ) = 14.0030 amu + 1.0078 amu = 15.0108 amu

反応における質量の損失:

Δm = m反応物– m生成物

Δm = 15.0174 amu – 15.0108 amu

Δm = 0.0066 amu

この反応における質量の減少は0.0066 amuである。

1 amu = 931 MeV。0.0066 amu = 0.0066 x 931 MeV = 6.1446 MeV。

4.次の核融合反応の式に基づいて、核融合反応で生成されるエネルギーを求めなさい。

核融合反応で生成されるエネルギー ― 問題点と解決策 4

解決策:

反応物と生成物の質量:

反応物の質量(m reactant ) = 4 ( 1.0078 amu ) = 4.0312 amu

生成物の質量(m product ) = 4.0026 amu + 0.0005 amu = 4.0031 amu

反応における質量の損失:

Δm = m反応物– m生成物

Δm = 4.0312 amu – 4.0031 amu

Δm = 0.0281 amu

この反応における質量の減少は0.0281 amuである。

1 amu = 931 MeV。0.0281 amu = 0.0281 x 931 MeV = 26.1611 MeV。

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