Question

14．物理學(xué)家們普遍相信太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng)．根據(jù)這一理論，在太陽內(nèi)部4個(gè)氫核（${\;}_{1}^{1}$H）轉(zhuǎn)化成一個(gè)氦核（${\;}_{2}^{4}$He）相兩個(gè)正電子${\;}_{1}^{0}$e）并放出能量．已知質(zhì)子質(zhì)量m_P=1.0073u，α粒子質(zhì)量m_α=4.0015u，電子質(zhì)量m_e=0.0005u．其中u為原子質(zhì)量單位，且lu相當(dāng)于931.5MeV．
①寫出該核聚變的反應(yīng)方程；
②一次這樣的核反應(yīng)過程中釋放出多少兆電子伏特的能量？（保留4位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒列出熱核反應(yīng)方程．
應(yīng)用質(zhì)能方程△E=△mc²求解太陽每秒鐘減少的質(zhì)量．

解答 解：（1）由4個(gè)氫核（${\;}_{1}^{1}$H）轉(zhuǎn)化成一個(gè)氦核（${\;}_{2}^{4}$He）相兩個(gè)正電子${\;}_{1}^{0}$e），該反應(yīng)方程為：4₁¹H→₂⁴He+2₁⁰e
（2）質(zhì)量減小：△m=4m_P-m_α-2m_e=4×1.0073u-4.0015u-2×0.0005u=0.0267 u
放出的能量：△E=0.0267 u×931.5MeV/u=24.87 MeV    
答：（1）該熱核反應(yīng)方程為  4₁¹H→₂⁴He+2₁⁰e
（2）一次這樣的熱核反應(yīng)過程中釋放出 24.87 MeV能量．

點(diǎn)評(píng) 知道△E=△mc²中△m是虧損質(zhì)量，△E是釋放的核能．
注意有效數(shù)字的保留．