核聚变发电有望提供人类需要的丰富清洁能源。*核聚变可以简化为4个*核(H)聚变生成氦核(He),并放出2个正电...
问题详情:
核聚变发电有望提供人类需要的丰富清洁能源。*核聚变可以简化为4个*核 (H)聚变 生成氦核(He),并放出2个正电子(e)和2个中微子(νe) 。
(1)写出*核聚变反应方程;
(2)计算*核聚变生成一个氦核所释放的能量;
(3)计算1kg*核 (H)完全聚变反应所释放的能量;它相当于多少质量的煤完全燃烧放出的能量? (1kg煤完全燃烧放出的能量约为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)发生一次核反应的质量亏损为△m=4 mH - mHe -2 me 。
放出能量为△E=△mc2,
联立解得:△E=3.79×10-12J。
(3)1kg*核 (H)完全聚变反应所释放的能量E=△E
代入数据解得:E=5.67×1014J。
相当于完全燃烧煤的质量约为:M=E/q=kg=1.5×107kg。
【点评】此题以核聚变发电切入,意在考查核聚变反应方程,核能的计算及其相关知识,难度与高考相当。
知识点:专题十二 原子物理
题型:计算题
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