核聚變發電有望提供人類需要的豐富清潔能源。*核聚變可以簡化為4個*核(H)聚變生成氦核(He),並放出2個正電...
問題詳情:
核聚變發電有望提供人類需要的豐富清潔能源。*核聚變可以簡化為4個*核 (H)聚變 生成氦核(He),並放出2個正電子(e)和2箇中微子(νe) 。
(1)寫出*核聚變反應方程;
(2)計算*核聚變生成一個氦核所釋放的能量;
(3)計算1kg*核 (H)完全聚變反應所釋放的能量;它相當於多少質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。
【回答】
解析:(1)4H→He +2e +2νe
(2)發生一次核反應的質量虧損為△m=4 mH - mHe -2 me 。
放出能量為△E=△mc2,
聯立解得:△E=3.79×10-12J。
(3)1kg*核 (H)完全聚變反應所釋放的能量E=△E
代入數據解得:E=5.67×1014J。
相當於完全燃燒煤的質量約為:M=E/q=kg=1.5×107kg。
【點評】此題以核聚變發電切入,意在考查核聚變反應方程,核能的計算及其相關知識,難度與高考相當。
知識點:專題十二 原子物理
題型:計算題
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