Cykl protonowy to łańcuch reakcji termojądrowych zachodzących w gwiazdach. W wyniku tych reakcji z czterech protonów powstaje stabilne jądro helu. Energia uwalniana podczas tego cyklu jest głównym źródłem energii Słońca.
Pierwszym etapem cyklu protonowego jest fuzja (połączenie) dwóch protonów. W jej wyniku powstają: cząstka (pozyton, nazywany też antyelektronem), jądro izotopu pewnego pierwiastka, który oznaczymy jako X, oraz tzw. neutrino elektronowe .
Masy jąder i cząstek uczestniczących w opisanej fuzji protonów, wyrażone w jednostkach atomowych, mają następujące wartości:
– masa protonu
– masa powstałego jądra
– masa cząstki
Neutrino ma zerowy ładunek elektryczny, a jego masę możemy pominąć.
Zadanie 10.4.
Energia uwalniana podczas fuzji dwóch protonów jest równa różnicy energii kinetycznych, jakie mają w sumie produkty tuż po fuzji (jądro X, cząstka i neutrino ), oraz energii kinetycznych, jakie mają w sumie dwa protony przed fuzją.
W obliczeniach energii wykorzystaj związek:
– to wartość prędkości światła w próżni.
Oblicz – energię uwalnianą podczas fuzji dwóch protonów. Wynik podaj w , zaokrąglony do dwóch cyfr znaczących. Zapisz obliczenia.
Uwaga! W bilansie energii pomijamy energię uzyskaną z anihilacji cząstki z elektronem napotkanym w otoczeniu (to jest odrębny proces).