Question

14．兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子可以結(jié)合成一個(gè)原子核氦4．已知質(zhì)子質(zhì)量為1.0073u，中子質(zhì)量為1.0087u，α粒子質(zhì)量為4.0015u，lu相當(dāng)于931.5MeV．
（1）寫(xiě)出該核反應(yīng)方程．
（2）原子核氦4的結(jié)合能為多少M(fèi)eV？（保留3位有效數(shù)字）
（3）已知原子核氦3的平均結(jié)合能為2.57MeV，用數(shù)據(jù)分析氦3、4這兩種核素中哪個(gè)原子核更穩(wěn)定？

Answer 1

分析 （1）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．
（2）根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程求出原子核氦4的結(jié)合能．
（3）根據(jù)氦4的結(jié)合能求出比結(jié)合能，從而確定哪個(gè)原子核更穩(wěn)定．

解答 解：（1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，核反應(yīng)方程為：${2}_{0}^{1}n+{2}_{1}^{1}H$→${\;}_{2}^{4}He$．
（2）根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程得，結(jié)合能△E=△mc²=（2×1.0073+2×1.0087-4.0015）×931.5MeV=28.4MeV．
（3）氦4的比結(jié)合能$\frac{△E}{4}=\frac{28.4}{4}=7.1MeV$，大于氦3的比結(jié)合能，可知氦4更穩(wěn)定．
答：（1）核反應(yīng)方程為${2}_{0}^{1}n+{2}_{1}^{1}H$→${\;}_{2}^{4}He$．
（2）原子核氦4的結(jié)合能為28.4MeV．
（3）氦4更穩(wěn)定

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道核反應(yīng)過(guò)程中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，知道比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定．