Question

使兩個(gè)氘核發(fā)生聚變生成一個(gè)氦核，放出多少核能？

Answer 1

解析：聚變的核反應(yīng)式為2→，先查出氘核和氦核的質(zhì)量m_D=2.014 102 u，m_He=4.002 603 u，然后根據(jù)核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損，用質(zhì)能方程算出釋放的核能.

答案：核反應(yīng)前后的質(zhì)量虧損為Δm=2m_D-m_He=2×2.014 102 u-4.002 603 u=0.025 601 u，釋放的核能為ΔE=0.025 601×931.5 MeV=23.84 MeV.

巧解提示 也可先查出氘核和氦核的平均結(jié)合能，E_D=1.11 MeV，E_He=7.07 MeV，采用先拆散后結(jié)合的方法，即先把2個(gè)氘核分解成4個(gè)自由核子(2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子)需提供的能量為E₁=4×1.11 MeV=4.44 MeV，再使4個(gè)自由核子結(jié)合成氦核時(shí)釋放出的能量為E₂=4×7.07 MeV=28.28 MeV，比較前后兩個(gè)過(guò)程中釋放的結(jié)合能，則兩個(gè)氘核發(fā)生聚變生成一個(gè)氦核時(shí)，放出的核能為ΔE=E₂-E₁=28.28 MeV-4.44 MeV=23.84 MeV.