Номер 2, страница 142, часть 2 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

2. В каком случае энергетический выход больше: при делении ядер или при их синтезе?

2. Чтобы корректно сравнить энергетический выход при делении и синтезе ядер, необходимо рассматривать удельную энергию, то есть энергию, выделяющуюся в расчёте на один нуклон (протон или нейтрон), участвующий в реакции.

1. Реакция деления. При делении одного тяжёлого ядра, например, урана-235 ($^{235}_{92}\text{U}$), под действием нейтрона выделяется энергия около $200 \text{ МэВ}$. Число нуклонов в ядре урана-235 равно 235. Удельный энергетический выход составляет: $E_{\text{удел., деление}} \approx \frac{200 \text{ МэВ}}{235} \approx 0,85 \frac{\text{МэВ}}{\text{нуклон}}$

2. Реакция синтеза. Рассмотрим реакцию синтеза дейтерия ($^{2}_{1}\text{H}$) и трития ($^{3}_{1}\text{H}$). В этой реакции участвуют $2 + 3 = 5$ нуклонов, а выделяется энергия $17,6 \text{ МэВ}$. Удельный энергетический выход составляет: $E_{\text{удел., синтез}} = \frac{17,6 \text{ МэВ}}{5} = 3,52 \frac{\text{МэВ}}{\text{нуклон}}$

Сравнение показывает, что удельный энергетический выход при реакции синтеза примерно в 4 раза больше, чем при реакции деления $(3,52 / 0,85 \approx 4,14)$. Это означает, что при одинаковой массе исходного «топлива» термоядерный синтез позволяет получить значительно больше энергии. Таким образом, несмотря на то, что в одном акте деления тяжёлого ядра выделяется больше абсолютной энергии, чем в одном акте синтеза лёгких ядер, синтез является более энергоэффективным процессом в расчете на единицу массы.

Ответ: Энергетический выход в расчёте на единицу массы вещества (на один нуклон) значительно больше при синтезе ядер, чем при их делении.