Question

13．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)勢的新能源．近年來，受控核聚變的科學(xué)可行性已得到驗證，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，并釋放一個中子．若已知氘原子的質(zhì)量為2.0141u，氚原子的質(zhì)量為3.0160u，氦原子的質(zhì)量為4.0026u，中子的質(zhì)量為1.0087u，1u=1.66×10^-27kg．
（1）寫出氘和氚聚合的反應(yīng)方程；
（2）試計算這個核反應(yīng)釋放出來的能量．（光速c=3.00×10⁸m/s，結(jié)果取二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程．
（2）根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程求出核反應(yīng)所釋放的能量．

解答 解：（1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得，${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$ H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n；
   （2）由質(zhì)能方程，△E=△mC²
解得△E=（2.0141u+3.0160u-4.0026u-1.0087u）×1.66×10^-27×（3×10⁸）²=2.8×10^-12J
答：（1）氘和氚聚變的核反應(yīng)方程${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$ H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n；
（2）核反應(yīng)釋放出來的能量2.8×10^-12J．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道在核反應(yīng)過程中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，以及掌握愛因斯坦質(zhì)能方程．