Question

【題目】 H的質量是3.016 050u，質子的質量是1.007 277u，中子的質量是1.008665u．1u相當于931.5MeV的能量．求：
（1）一個質子和兩個中子結合為氚核時，是吸收還是放出能量？該能量為多少？
（2）氚核的結合能和比結合能各是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：一個質子和兩個中子結合成氚核的核反應方程式是 H+2 n→ H，

反應前各核子總質量為mp+2mn=1.007 277 u+2×1.008 665 u=3.024 607 u

反應后新核的質量為mH=3.016 050 u

質量虧損為△m=3.024 607 u﹣3.016 050 u=0.008 557 u

因反應前的總質量大于反應后的總質量，故此核反應為放出能量的反應．

釋放的核能為△E=△m×931.5 MeV=0.008 557×931.5 MeV=7.97 MeV．

答：一個質子和兩個中子結合為氚核時，放出能量，該能量為7.97 MeV；

（2）解：氚核的結合能即為此核反應為放出的能量，△E=7.97 MeV．

它的比結合能為 MeV．

答：氚核的結合能和比結合能分別為7.97 MeV和2.66 MeV．

【解析】（1）根據電荷數守恒、質量數守恒寫出核反應方程，結合愛因斯坦質能方程求出釋放的能量。
（2）根據結合能與平均結合能的定義即可求出平均結合能。
【考點精析】通過靈活運用質能方程，掌握愛因斯坦的相對論指出：物體的能量和質量之間存在著密切的聯系，它們的關系是：E = mc2，這就是愛因斯坦的質能方程即可以解答此題．