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如圖所示，在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域的邊界上有a、b、c三點(diǎn)，三點(diǎn)與圓心O的連線互成120°角度．某時(shí)刻靜止在b點(diǎn)處的原子核X發(fā)生α衰變，α粒子沿bc連線方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好由a點(diǎn)射出且與ac連線相切．已知α粒子的質(zhì)量為m，電量為2e，剩余核質(zhì)量為M，衰變過程釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，求原子核X的質(zhì)量

如圖所示為氫原子能級(jí)示意圖，現(xiàn)有每個(gè)電子的動(dòng)能都是E_e＝12.89 eV的電子束與處在基態(tài)的氫原子束射入同一區(qū)域，使電子與氫原子發(fā)生迎頭正碰．已知碰撞前一個(gè)電子和一個(gè)原子的總動(dòng)量為零．碰撞后，氫原子受到激發(fā)，躍遷到n＝4的能級(jí)．求碰撞后一個(gè)電子和一個(gè)受激氫原子的總動(dòng)能．已知電子的質(zhì)量m_e與氫原子的質(zhì)量m_H之比為m_e/m_H＝5.445×10^－4．

核聚變能是一種具有經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越、安全可靠、無環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)的新能源．近年來，受控核聚變的科學(xué)可行性已得到驗(yàn)證，目前正在突破關(guān)鍵技術(shù)，最終將建成商用核聚變電站．一種常見的核聚變反應(yīng)是由氫的同位素氘(又叫重氫)和氚(又叫超重氫)聚合成氦，并釋放一個(gè)中子若已知氘原子的質(zhì)量為2.014 u，氚原子的質(zhì)量為3.0160 u，氦原子的質(zhì)量為4.0026 u，中子的質(zhì)量為1.0087 u，1 u＝1.66×10^－27 kg．

(1)寫出氘和氚聚合的反應(yīng)方程．

(2)試計(jì)算這個(gè)核反應(yīng)釋放出來的能量．

(3)若建一座功率為3.0×10⁵ kW的核聚變電站，假設(shè)聚變所產(chǎn)生的能量有一半變成了電能，每年要消耗多少氘的質(zhì)量？

(一年按3.2×10⁷ s計(jì)算，光速c＝3.00×10⁸ m/s，結(jié)果取二位有效數(shù)字)

處于靜止?fàn)顟B(tài)的原子核X經(jīng)歷一次α衰變后變成質(zhì)量為M的Y原子核，放出的α粒子垂直射人磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，測(cè)得其做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，已知α粒子的質(zhì)量為m，電量為q，設(shè)衰變過程中出現(xiàn)的能量全部轉(zhuǎn)化為新核和α粒子的動(dòng)能．求此衰變過程虧損的質(zhì)量．