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已知氘核质量2.0136u,中子质量为1.0087u,He核质量为3.0150u。两个氘核聚变成He的核反应方程是__________________________________。上述核反应中释放的核能为_________ MeV。

【答案】2H→He +n (3分)  3.3(3分) 

【命题意图】  本题主要考查核反应方程、质能方程、核能计算等知识点,意在考查考生综合应用相关知识的能力。

【解题思路】根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可得,两个氘核聚变成He的核反应方程是2H→He +n。在核反应中质量亏损为Δm=2×2.0136u-1.0087u-3.0150u= 0.0035u,所以释放的核能为ΔE=Δmc2=0.0035×931MeV=3.3MeV。

【易错警示】解答本题的易错点主要有:一是把两个氘核聚变成He的核反应方程写成2H→He;二是没有明确1u对应能量931MeV ,把0.0035乘以光速二次方计算得出释放的核能;三是把0.0035u转化为以kg为单位计算造成计算错误。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:同步题 题型:计算题

新华社2007年1月15日电,继去年9月首次成功放电后,我国“人造太阳”实验装置——位于合肥的全超导非圆截面核聚变实验装置(EAST)14日23时01分至15日1时连续放电四次,单次时间长约50毫秒,从而标志着第二轮物理实验的开始。这个由我国自行设计、自行研制的“人造太阳”实验装置是世界上第一个同时具有全超导磁体和主动冷却结构的托卡马克。该装置再次成功放电,标志着我国在全超导核聚变实验装置领域进一步站在了世界前沿。“人造太阳”是从氘浓度为3.0×10-5 kg/L的海水中提取氘,使其在上亿摄氏度的高温下发生聚变反应并释放能量,就像太阳一样给人类提供无限清洁的能源。
(1)已知两个氘核聚变后就生成一个氦核,同时释放出一个中子,且Mn=1.008 7 u,MD=2.013 6 u,Mα=3.015 0 u,1原子质量单位u相当于931.5 MeV的能量。试写出其核反应方程式,并计算该核反应所释放的核能。
(2)已知汽油的热值q=4.6×107J/kg,试计算1 L海水中所含的氘核全部发生聚变时,所放出的能量与多少汽油完全燃烧所释放出的能量相当?

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