D-T अभिक्रिया (ड्यूटीरियम-ट्रीटियम संलयन), `._(1)^(2)H+._(1)^(3)Hto._(2)^(4)He+n` पर विचार कीजिए।
नीचे दिए गये आंकड़ों के आधार पर प्रक्रिया में विमुक्त ऊर्जा का मान MeV में ज्ञात कीजिए।
`m(._(1)^(2)H)=2.014102 u`
`m(._(1)^(3)H)=3.016049u`
b. ड्यूटीरियम एवं ट्राइटियम दोनों की‌ त्रिज्या लगभग 1.5 fm मान लीजिए। इस अभिक्रिया में दोनों नाभिकों के मध्य कूलॉम प्रतिकर्षण से पार पाने के लिए कितनी गतिज ऊर्जा की आवश्यकता है? अभिक्रिया प्रारंभ करने के लिए गैसों D तथा T गैसें का किस ताप तक ऊष्‍मित किया जाना चाहिए?

Explanation

a.दिया है `m_((._(1)H^(2)))=2.014101 "amu"`
`m_((._(1)H^(3)))=3.016049 "amu"`
अतः संलयन प्रक्रिया `._(1)H^(2)+._(1)H^(3)to._(2)He^(4)+._(0)n^(1)` के लिए
`Q=[m_((._(1)H^(2))))+m_((._(1)H^(3)))-m_((2)He^(4)))-m_(n)]xx931.5MeV`
`=[2.014102+3.016049-4.002603-1.008665]xx931.5` MeV
`=0.018883xx931.5=17.59 MeV`
b. `:'` त्रिज्या r=1.5 फर्मी `=1.5xx10^(-15)` मी
तथा नाभिकों का कूलॉम अवरोध= नाभिकों को सटाकर रखने पर उनकी प्रतिकर्षी स्थितिज ऊर्जा
अत: `U=((Kq._(1)H^(2))q_(1)(H^(3)))/R`
`:'q_(1)H^(2)=1.6xx10^(-19)` कूलॉम
`q._(1)^(3)=1.6xx10^(-19)` कूलॉम
तथा `R=2r=3xx10^(-15)` मी.
अतः`U=(9xx10^(9)xx1.6xx10^(-19)xx1.6xx10^(-19))/(3xx10^(-15))`
या `U=7.68xx10^(-14)` जूल
अतः कूलॉम अवरोध को पार करने के लिए आवश्यक न्यूनतम गतिज ऊर्जा `7.68xx10^(-14)` जूल होगी।
पुनः `:'K.E.=3kT`
अतः आवश्यक ताप `T=(K.E.)/(3k)`
जहां `k=1.381xx10^(-23)` जूल/केल्‍विन
`T=(7.68xx10^(-14))/(3xx1.381xx10^(-23))=1.85xx10^(9)` केल्‍विन