Question

【題目】科學(xué)家初步估計月球土壤中至少有100萬噸“氦3”（即23He），它是熱核聚變的重要原料如果月球開發(fā)成功，將為地球帶來取之不盡的能源．已知氨3核與氘核發(fā)生聚變反應(yīng)有質(zhì)子流產(chǎn)生；
（1）寫出核反應(yīng)方程，
（2）若該反應(yīng)中質(zhì)量虧損為9.0×l0﹣30kg ， 且釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為生成物的總動能．試計算生成物的總動能（聚變前粒子的動能可忽略不計）．

Answer 1

【答案】
（1）

根據(jù)題意設(shè)生成的新核 ，則由于在核反應(yīng)過程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒故有3+2=1+A

解得A=4

根據(jù)核反應(yīng)過程中核電荷數(shù)守恒可得2+1=1+Z

解得Z=2，故新核為He

所以核反應(yīng)方程式為：H+H→He+n

（2）

核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為△m，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程△E=△mC2，可得釋放的能量△E=9.0×10﹣30×（3×108）2=8.1×10﹣13J

由于釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為動能，故生成物的動能為8.1×10﹣13J．

【解析】①根據(jù)題意設(shè)生成的新核 ，則由于在核反應(yīng)過程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒故有3+2=1+A
解得A=4
根據(jù)核反應(yīng)過程中核電荷數(shù)守恒可得2+1=1+Z
解得Z=2，
故新核為He
所以核反應(yīng)方程式為：H+H→He+n
②核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為△m ， 根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程△E=△mC2
可得釋放的能量△E=9.0×10﹣30×（3×108）2=8.1×10﹣13J
由于釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為動能，故生成物的動能為8.1×10﹣13J ．
①要寫出核反應(yīng)方程，必須知道生成物是什么，所以可以根據(jù)核反應(yīng)過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒求出新核的質(zhì)量數(shù)、核電荷數(shù)從而確定新核，并最終寫出核反應(yīng)方程式．
②要計算生成物的總動能，就必須知道核反應(yīng)釋放的核能，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程△E=△mC2即可求出核反應(yīng)釋放的能量．