已知氘核質(zhì)量2.0136u,中子質(zhì)量為1.0087u,He核質(zhì)量為3.0150u。兩個(gè)氘核聚變成He的核反應(yīng)方程是__________________________________。上述核反應(yīng)中釋放的核能為_________ MeV。

【答案】2H→He +n (3分)  3.3(3分) 

【命題意圖】  本題主要考查核反應(yīng)方程、質(zhì)能方程、核能計(jì)算等知識(shí)點(diǎn),意在考查考生綜合應(yīng)用相關(guān)知識(shí)的能力。

【解題思路】根據(jù)核反應(yīng)遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得,兩個(gè)氘核聚變成He的核反應(yīng)方程是2H→He +n。在核反應(yīng)中質(zhì)量虧損為Δm=2×2.0136u-1.0087u-3.0150u= 0.0035u,所以釋放的核能為ΔE=Δmc2=0.0035×931MeV=3.3MeV。

【易錯(cuò)警示】解答本題的易錯(cuò)點(diǎn)主要有:一是把兩個(gè)氘核聚變成He的核反應(yīng)方程寫成2H→He;二是沒(méi)有明確1u對(duì)應(yīng)能量931MeV ,把0.0035乘以光速二次方計(jì)算得出釋放的核能;三是把0.0035u轉(zhuǎn)化為以kg為單位計(jì)算造成計(jì)算錯(cuò)誤。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源:同步題 題型:計(jì)算題

新華社2007年1月15日電,繼去年9月首次成功放電后,我國(guó)“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)裝置——位于合肥的全超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)14日23時(shí)01分至15日1時(shí)連續(xù)放電四次,單次時(shí)間長(zhǎng)約50毫秒,從而標(biāo)志著第二輪物理實(shí)驗(yàn)的開始。這個(gè)由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、自行研制的“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)裝置是世界上第一個(gè)同時(shí)具有全超導(dǎo)磁體和主動(dòng)冷卻結(jié)構(gòu)的托卡馬克。該裝置再次成功放電,標(biāo)志著我國(guó)在全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置領(lǐng)域進(jìn)一步站在了世界前沿。“人造太陽(yáng)”是從氘濃度為3.0×10-5 kg/L的海水中提取氘,使其在上億攝氏度的高溫下發(fā)生聚變反應(yīng)并釋放能量,就像太陽(yáng)一樣給人類提供無(wú)限清潔的能源。
(1)已知兩個(gè)氘核聚變后就生成一個(gè)氦核,同時(shí)釋放出一個(gè)中子,且Mn=1.008 7 u,MD=2.013 6 u,Mα=3.015 0 u,1原子質(zhì)量單位u相當(dāng)于931.5 MeV的能量。試寫出其核反應(yīng)方程式,并計(jì)算該核反應(yīng)所釋放的核能。
(2)已知汽油的熱值q=4.6×107J/kg,試計(jì)算1 L海水中所含的氘核全部發(fā)生聚變時(shí),所放出的能量與多少汽油完全燃燒所釋放出的能量相當(dāng)?

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