理論 問12電験三種 令和8年度 上期

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次の文章は，二つの重陽子による核反応について述べている。重陽子²₁H は重水素の原子核で，陽子と中性子が1個ずつ結合したものである。²₁H+²₁H→³₂He+¹₀n ·········································· ①①式に示す核反応式では質量数の大きい原子核が生ずるので，これは (ア) 反応である。反応後の総質量はΔm[kg]だけ (イ) し， (ウ) [J]で表される核エネルギー：5.4 ×10⁻¹³J が放出される。また①式の核反応を起こすには，二つの重陽子を4.0 ×10⁻¹⁵m 程度の距離に近づける必要がある。その距離における重陽子間の静電気力による位置エネルギーは (エ) J である。ただし，真空中の光の速さはc=3.0 ×10⁸m/s，静電気に関するクーロンの法則の比例定数はk=9.0 ×10⁹N m ²/ C ²，電気素量はe=1.6 ×10⁻¹⁹C とする。また二つの点電荷q1 [C]，q2 [C]が距離r [m]離れて存在するときに各点電荷が持つ位置エネルギーはU=k(q1q2)/r[J](無限遠点を基準とする)で与えられる。上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1. 1核分裂／増加／Δm・c²／3.6 ×10⁻¹⁴×
2. 2核融合／減少／Δm・c²／5.8 ×10⁻¹⁴○
3. 3核融合／減少／Δm・c²／3.6 ×10⁻¹⁴×
4. 4核融合／増加／(1／2)Δm・c²／5.8 ×10⁻¹⁴×
5. 5核分裂／減少／(1／2)Δm・c²／3.6 ×10⁻¹⁴×

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