જો ${ }_{92}^{235} U$ ન્યુક્લિયસના એક વિખંડન દીઠ મુક્ત થતી ઉર્જા $200 \text{ MeV}$ હોય, તો $0.1 \text{ kg}$ ${ }_{92}^{235} U$ ના વિખંડનમાં મુક્ત થતી ઉર્જા કિલોવોટ-કલાક $(\text{kWh})$ માં કેટલી હશે?

ફ્યુઝન ટેસ્ટ રિએક્ટર પાછળનું ભૌતિકશાસ્ત્ર શું છે?

વિધાન $1$: જ્યારે ભારે ન્યુક્લિયસનું વિખંડન થાય અને જ્યારે હલકાં ન્યુક્લિયસનું સંલયન થાય ત્યારે ઊર્જા મુક્ત થાય છે.
વિધાન $2$: ભારે ન્યુક્લિયસ માટે,જેમ $Z$ વધે તેમ ન્યુક્લિઓન દીઠ બંધન ઊર્જા ઘટે છે. હલકાં ન્યુક્લિયસ માટે,જેમ $Z$ વધે તેમ ન્યુક્લિઓન દીઠ બંધન ઊર્જા વધે છે.

નીચેનામાંથી કયા ફ્યુઝન (સંલયન) પ્રક્રિયા માટે યોગ્ય છે?

ન્યુટ્રોનનું મંદન: ન્યુક્લિયર રિએક્ટરમાં,ઉચ્ચ ગતિ ધરાવતા ન્યુટ્રોનને (સામાન્ય રીતે $10^{7} \; m s^{-1}$) $10^{3} \; m s^{-1}$ સુધી ધીમું કરવું પડે છે જેથી તે $^{235}_{92}U$ આઇસોટોપ સાથે આંતરક્રિયા કરી શકે અને તેનું વિખંડન કરી શકે. દર્શાવો કે ન્યુટ્રોન ડ્યુટેરિયમ અથવા કાર્બન જેવા હલકા ન્યુક્લિયસ સાથે સ્થિતિસ્થાપક અથડામણમાં તેની મોટાભાગની ગતિઊર્જા ગુમાવી શકે છે,જેનું દળ ન્યુટ્રોનના દળ કરતાં થોડા ગણું જ હોય છે. હલકા ન્યુક્લિયસ ધરાવતા પદાર્થને,સામાન્ય રીતે ભારે પાણી $(D_{2}O)$ અથવા ગ્રેફાઇટ,મોડરેટર કહેવામાં આવે છે.

બે ડ્યુટેરોન (deuterons) ની હેડ-ઓન અથડામણ માટે પોટેન્શિયલ બેરિયરની ઊંચાઈની ગણતરી કરો. (સૂચના: પોટેન્શિયલ બેરિયરની ઊંચાઈ બે ડ્યુટેરોન જ્યારે એકબીજાને સ્પર્શે ત્યારે તેમની વચ્ચેના કુલંબ અપાકર્ષણ દ્વારા આપવામાં આવે છે. ધારો કે તેમને $2.0 \; fm$ ત્રિજ્યાના સખત ગોળાઓ તરીકે લઈ શકાય છે.)