Veja como calcular a energia produzida pela fusão de 1 kg de hidrogênio:

Entendendo o processo

* fusão: A fusão é o processo em que dois núcleos atômicos da luz se combinam para formar um núcleo mais pesado, liberando uma enorme quantidade de energia.
* fusão de hidrogênio: A reação de fusão mais comum é a fusão de dois isótopos de hidrogênio (deutério e trítio) para formar hélio, liberando um nêutron e uma grande quantidade de energia.

Pontos -chave

* liberação de energia: A energia liberada em uma reação de fusão é determinada pela diferença na massa entre os reagentes e os produtos (o defeito em massa) usando a famosa equação de Einstein, e =mc².
* Eficiência: Nem todos os átomos de hidrogênio participam de reações de fusão. A quantidade real de energia produzida depende da eficiência do processo de fusão.

cálculos

1. defeito de massa: O defeito em massa na reação de fusão de deutério-trítio é de cerca de 0,01888 unidades de massa atômica (AMU).
2. Equivalência em energia: Usando e =mc²:
* 1 amu =1,66054 x 10⁻²⁷ kg
* C (velocidade da luz) =2,99792 x 10⁸ m/s
* Portanto, 1 AMU =931,5 MEV (mega-elétron volts)
3. energia por fusão: O defeito em massa de 0,01888 AMU corresponde a 17,59 MeV de energia liberada por evento de fusão.
4. Número de átomos de hidrogênio: 1 kg de hidrogênio contém aproximadamente 6,022 x 10²⁶ átomos de hidrogênio.
5. suposições: Assumindo um processo hipotético de fusão 100% eficiente (que não é possível na tecnologia atual), a energia total liberada seria:
* (17,59 mev/fusão) * (6,022 x 10²⁶ fusões) =1,059 x 10³ ⁸ mev
* Isso é equivalente a aproximadamente 1,7 x 10 ⁷ joules.

Considerações no mundo real

* Eficiência de fusão: Os reatores atuais de fusão estão longe de alcançar 100% de eficiência.
* Condições de reação: A fusão requer temperaturas e pressões extremamente altas, que são difíceis de alcançar e manter.

Conclusão

A fusão de 1 kg de hidrogênio, teoricamente, poderia liberar uma enorme quantidade de energia. No entanto, alcançar reações de fusão eficiente e sustentada continua sendo um desafio tecnológico significativo.