Bei einer Reaktion freigesetzte Energie

Ich habe einige Probleme zu verstehen, wie die freigesetzte Energie bei einer Kernreaktion tatsächlich berechnet wird. Ich denke, ich verstehe den allgemeinen Ansatz, wenn wir es mit einer Reaktion wie zu tun haben

235 U + N 93 R B + 140 C S + 3 N ,
wo ich nur finden würde Q = Δ M . Das Δ M wäre eine Funktion der Bindungsenergien (im obigen Beispiel würden wir erhalten Δ M = B R B + B C S B U ) (und vielleicht die Massen von Proton/Neutron/Elektron, wenn wir von einem allgemeinen Fall sprechen).

Aber wie findet man genau die freigesetzte Energie, wenn wir so etwas haben?

4 P 4 H e + 2 e + + 2 v e .
In meinem Vorlesungsskript steht geschrieben, "dass die bei der Fusionsreaktion entstehenden Positronen mit zwei Elektronen vernichten und dabei zusätzliche Energie freisetzen" und dass wir die Ruhemasse der Neutrinos vernachlässigen können. Die Ruhemasse der Neutrinos zu vernachlässigen, ist gleichbedeutend damit, sie im gesamten Prozess zu ignorieren, richtig? Wenn dies der Fall ist, warum ist diese Annahme gerechtfertigt? Können Neutrinos nicht einen erheblichen Teil der freigesetzten Energie in einer Reaktion tragen? Die Vorlesungsunterlagen geben auch an, dass die freigesetzte Energie gleich ist
Q = 4 M P ( 2 M P + 2 M N + 2 M e ) + B H e + 4 M e .
Ich bin wirklich verwirrt, woher all diese Elektronenmassen kommen. Der 2 ( M P + M N + M e ) sieht aus, als würde er die darin vorhandenen Protonen, Neutronen und Elektronen zählen 4 H e , was ihm die Masse von geben würde 4 H e wenn er die Bindungsenergie abzieht , aber er addiert sie. Warum? Und wie funktioniert die e + e Vernichtung produzieren 4 M e (Ich nehme einfach an, dass dieser Begriff von dort kommt ...).

Antworten (1)

Angenommen, wir wandeln die 4 Protonen in zwei Protonen und zwei Neutronen und zwei Positronen und zwei Neutrinos um. Bevor irgendetwas anderes passiert, haben wir gewonnen

4 M P ( 2 M P + 2 M N + 2 M e ) .
Dies ist eine negative Zahl, weil Neutronen schwerer als Protonen sind und wir auch die Positronen herstellen mussten. Nun verbinden sich die Neutronen und Protonen zum Heliumkern. Dadurch wird Energie freigesetzt B H e --- wahrscheinlich in Form von Gammastrahlen. Jetzt finden die beiden Positionen zwei Elektronen und vernichten sich. Dabei werden 4 Gammastrahlen mit jeweils 512 keV Energie freigesetzt, dh 4 M e . Der Nettoenergiegewinn ist daher

4 M P ( 2 M P + 2 M N + 2 M e ) + B H e + 4 M e .
Ein Teil dieser Energie ging in die bereits erwähnten Gammastrahlen (aus Bindung u e + + e Vernichtung), aber ein Teil davon geht in die kinetische Energie der Neutrinos ein. Somit ist die Gesamtenergiebilanz
4 M P ( 2 M P + 2 M N + 2 M e ) + B H e + 4 M e = E G A M M A . R A j S + E N e u T R ich N Ö S