Question

天文學家測得銀河系中氦的含量約為25%。有關研究表明，宇宙中氦生成的途徑有兩條：一是在宇宙誕生后2分鐘左右生成的；二是在宇宙演化到恒星誕生后，由恒星內(nèi)部的氫核聚變反應生成的。

（1）4個氫核（H）聚變成1個氦核（He），同時放出2個正電子（e）和2個中微子（ν₀），請寫出該氫核聚變反應的方程，并計算一次反應釋放的能量。

（2）研究表明，銀河系的年齡約為t=3.8×10¹⁷s，每秒銀河系產(chǎn)生的能量約為1×10³⁷J（P＝1×10³⁷J/s），現(xiàn)假定該能量全部來自上述氫核聚變反應，試估算銀河系中氦的含量（最后結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

（3）根據(jù)你的估算結(jié)果，對銀河系中氦的主要生成途徑作出判斷。

　　（可能用到的數(shù)據(jù)：銀河系的質(zhì)量約為M＝3×10⁴¹kg，原子質(zhì)量單位1u＝1.66×10kg，1u相當于1.5×10J的能量，電子質(zhì)量m_e＝0.0005u，氦核質(zhì)量m_α＝4.0026u，氫核質(zhì)量m_p＝1.0078u，中微子ν₀質(zhì)量為零。

 

Answer 1

【答案】

（1）4H→He＋2e＋2ν₀

          =4×1.0078u—4.0026u—2×0.0005u=0.0276u

          ＝Δmc²＝0.0276 ×1.5×10J＝ 4.14×J

   �。�2）m＝m_α＝6.1×10³⁹kg

     （3）　氦的含量  k＝＝≈2% 　由估算結(jié)果可知，k≈2%遠小于25%的實際值，所以銀河系中的氦主要是宇宙誕生后不久生成的

【解析】略