Question

4．中國(guó)“人造太陽(yáng)”獲突破，瞬間功率超過(guò)20萬(wàn)億瓦．2016年3月14日，全國(guó)人大代表、中國(guó)工程物理研究院研究員許建南接受新華社記者專(zhuān)訪時(shí)說(shuō)“太陽(yáng)的光和熱，來(lái)源于氫的兩個(gè)同胞兄弟-同位素氘和氚，在聚變成一個(gè)氫原子的過(guò)程中釋放出的能量，‘人造太陽(yáng)’就是模仿這一過(guò)程．”已知氘核、氚核、氦核．中子的質(zhì)量分別為m₁、m₂、m₃、m₄，普朗克常量為h，真空中的光速為c，則這個(gè)反應(yīng)的核反應(yīng)方程是${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n+γ；若此核能全部以光子的形式釋放，則輻射出的γ光子的波長(zhǎng)λ=$\frac{h}{（{m}_{1}+{m}_{2}-{m}_{3}-{m}_{4}）c}$．

Answer 1

分析 根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒寫(xiě)出核反應(yīng)方程，結(jié)合質(zhì)量虧損求出釋放的能量，結(jié)合德布羅意波長(zhǎng)公式求出輻射光子在真空中的波長(zhǎng)．

解答 解：該核反應(yīng)方程為：${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n+γ，該反應(yīng)為聚變反應(yīng)．
根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程知，輻射的光子能量E=△mc²=（m₁+m₂-m₃-m₄）c²．
光子能量為：E=hv=h$\frac{c}{λ}$，
則有：λ=$\frac{hc}{E}$=$\frac{h}{（{m}_{1}+{m}_{2}-{m}_{3}-{m}_{4}）c}$．
故答案為：${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n+γ，$\frac{h}{（{m}_{1}+{m}_{2}-{m}_{3}-{m}_{4}）c}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了核反應(yīng)方程、愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程的基本運(yùn)用，知道核反應(yīng)中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，知道光子頻率與波長(zhǎng)的關(guān)系，并能靈活運(yùn)用．