Question

（2011?天門二模）要使氘核聚變，必須使氘核之間的距離接近到r₀，也就是接近到核力能夠發(fā)生作用的范圍．物質(zhì)溫度很高時(shí)，氘原子將變?yōu)榈入x子體，等離子體的分子平均動(dòng)能為Ek=

3

2

k1T，k₁叫玻耳茲曼常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度．兩個(gè)氘核之間的電勢(shì)能EP=

ke2

r

，式中k為靜電力常量，r為電荷之間的距離，則氘核聚變的溫度至少為（　�。�

• A．

  ke2

  k1r0

• B．

  ke2

  2k1r0

• C．

  ke2

  3k1r0

• D．

  2ke2

  3k1r0

Answer 1

分析：輕核聚變是把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應(yīng)稱聚變反應(yīng)，又稱為熱核反應(yīng)．它需要極大的壓強(qiáng)和極高的溫度．原因是自持的核聚變反應(yīng)必須在極高的壓力和溫度下進(jìn)行．
能夠使氘核接近到r₀，也就是能讓氘核從無窮遠(yuǎn)（普通的氣體分子間距極大，基本無庫(kù)侖作用，可認(rèn)為是無窮遠(yuǎn)，此時(shí)電勢(shì)能為0）移至r₀，這一階段電場(chǎng)力做負(fù)功，由動(dòng)能定理求解．

解答：解：能夠使氘核接近到r₀，也就是能讓氘核從無窮遠(yuǎn)（普通的氣體分子間距極大，基本無庫(kù)倫作用，可認(rèn)為是無窮遠(yuǎn)，此時(shí)電勢(shì)能為0）移至r₀，這一階段電場(chǎng)力做負(fù)功，
由動(dòng)能定理△E_k=W_電=△E_p，
△E_p=

ke2

r0

-0=

ke2

r0

而最小最小當(dāng)氘核接近r₀時(shí)動(dòng)能為0，而這里的兩個(gè)氘核都有動(dòng)能因此
2E_k-0=△E_k=△E_p=

ke2

r0

2×

3

2

k1T=

ke2

r0

T=

ke2

3k1r0

故選C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)題目條件和核聚變內(nèi)容的理解情況，難度較大．
只要對(duì)近代原子物理有所了解即可，需要深入理解的東西不是太多．所以要多讀教材，適量做些中低檔題目即可．