物理クイズ：核融合で質量がかわりますか
問題
【問】孤立系で核融合が起きた場合その系の質量はかわりますか
箱の中に核融合の燃料が入っています。ある時刻に核融合が始まりしばらくたって核融合が終了しました。 この箱には核融合前後でどんな物質も、どんなエネルギー（energy）も出入りしていません（孤立系）。 核融合が起きる前と核融合が起きた後を比べるとこの箱の質量はどうかわっているでしょうか。
皆さんはどう考えますか？
ヒント
いろいろな答えが予想されます。皆さんの考えに近いものはありますか。
- 軽い核種どうし融合すると質量がへる（質量欠損）
- 孤立した系では質量が保存するので質量はかわらない
- 核融合で発生した熱エネルギーのぶんだけ質量がふえる
- これだけの条件では判断できない。核融合反応などの詳細がわからないと何ともいえない
- 何のことやらさっぱりわからない
核融合とはなにか知りたい方は次の記事をみてください。
私の答え
【答】孤立した系では質量が保存するので質量はかわりません
「核融合の前後で質量はかわらない」が私の答えです。
でも私は物理の素人なので間違っているかもしれません。AIの意見も聞いてみましょう。
AIにきいてみた
エネルギーが外に逃げないならば、系全体の質量はかわらない
だそうです。この前きいた時の答えは「核融合で質量がへる」だったと思いましたが今回はちょっとちがいました。質問文が前回と微妙にちがっていたのかもしれません。今回は私と同じ意見になりました。
想定される反論
おそらく次のように考える人もいらっしゃるのではないでしょうか。
細かい理屈はわからないけど、核融合で質量がへる（質量欠損）というのは聞いたことがある。だから「質量がへる」が正しいと思う。
私の答えは質量欠損と矛盾するのでは？と考える人は次の記事をみてください
解説
今は孤立系の質量変化を考えています。孤立系とはどんな物質も、どんなエネルギーもまったく出入りしない系です。ですからこの箱からは光、熱などはでてきません。 つまり箱の内部ではげしい反応が起こっていたとしても外から見る限りまったく変化がありません。 まったく変化がみられないのです。動き出すわけでもなく、光りだすわけでもなく、熱くなるわけでもありません。ですから直感的には質量もまったく変化しないと考えてもよさそうです。
質量保存についてもう少し正確に知りたい方は次のクイズをみてください。孤立系で質量が保存することを証明しています。
「物理クイズ：質量は保存しますか」（準備中）
まとめ
【問】孤立系で核融合が起きると系の質量はかわるか
【答】かわらない
【理由】孤立系では質量が保存するため
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