Question

16．一个氘（${\;}_{1}^{2}$H）和一个氚（${\;}_{1}^{3}$H）结合成一个氦（${\;}_{2}^{4}$He），同时放出一个中子，已知氚核质量为m₁=2.0141u，氘核质量为m₂=3.0160u，氦核质量为m₃=4.0026u，中子质量为m₄=1.0087u．
（1）写出聚变的核反应方程．（1u相当于931.5Mev）
（2）反应过程中释放的能量为多少？平均每个核子能放出多少核能？

Answer 1

分析 （1）根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程，
（2）先求解出质量亏损，再根据爱因斯坦质能方程求解出方程的核能，进而求解平均每个核子能放出的核能．

解答 解：（1）核反应方程为：${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n+△E                         
（2）反应过程的质量亏损为：△m=2.0141u+3.0160u-4.0026u-1.0087u=0.0188u　   
△E=△mc²=0.018 8×931.5 MeV=17.5 MeV；                      
平均每个核子释放的核能为：E=$\frac{17.5}{5}$MeV=3.5 MeV；　                                         
答：（1）写出聚变的核反应方程${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n+△E；
（2）反应过程中释放的能量为17.5 MeV；平均每个核子能放出3.5 MeV核能．

点评 本题是热核反应原理问题，要掌握书写核反应方程的方法，熟练运用爱因斯坦质能方程求解方程的核能．基础性问题．