Question

核聚變發(fā)電有望提供人類需要的豐富清潔能源。氫核聚變可以簡化為4個氫核 （H）聚變 生成氦核（He），并放出2個正電子（e）和2個中微子（νe） 。

（1）寫出氫核聚變反應(yīng)方程；     

（2）計算氫核聚變生成一個氦核所釋放的能量；         

（3）計算1kg氫核 （H）完全聚變反應(yīng)所釋放的能量；它相當(dāng)于多少質(zhì)量的煤完全燃燒放出的能量?          (1kg煤完全燃燒放出的能量約為3.7×107 J)。   已知：mH=1.6726216×10-27kg，mHe=6.646477× 10-27kg，

   me=9.109382×10-31kg，mv≈0，c=2.99792458×108m/s。

Answer 1

解析：(1)4H→He +2e +2νe

（2）發(fā)生一次核反應(yīng)的質(zhì)量虧損為△m=4 mH - mHe -2 me 。

放出能量為△E=△mc2，

聯(lián)立解得：△E=3.79×10-12J。

（3）1kg氫核 （H）完全聚變反應(yīng)所釋放的能量E=△E

代入數(shù)據(jù)解得：E=5.67×1014J。

相當(dāng)于完全燃燒煤的質(zhì)量約為：M=E/q=kg=1.5×107kg。

【點評】此題以核聚變發(fā)電切入，意在考查核聚變反應(yīng)方程，核能的計算及其相關(guān)知識，難度與高考相當(dāng)。