Question

14．太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著四個質(zhì)子聚變?yōu)橐粋�氦核同時放出兩個正電子的熱核反應(yīng)，這個核反應(yīng)釋放出的大量能量就是太陽的能源．
（1）寫出這個核反應(yīng)方程．
（2）這個核反應(yīng)能釋放多少能量？
（3）已知太陽每秒釋放的能量為3.8×10²⁶ J，則太陽每秒減少的質(zhì)量為多少kg？
（m_p=1.007 3u，m_He=4.001 5u，m_e=0.000 55u，1u的質(zhì)量對應(yīng)的能量為931.5MeV）

Answer 1

分析 （1）核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，根據(jù)質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程式．
（2）求出質(zhì)量虧損，然后應(yīng)用質(zhì)能方程求出釋放的能量．
（3）根據(jù)釋放的能量應(yīng)用質(zhì)能方程可以求出質(zhì)量的減少量．

解答 解：（1）由質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒可知，核反應(yīng)方程為：4${\;}_{1}^{1}$H→${\;}_{2}^{4}$He+2${\;}_{1}^{0}$e．
（2）反應(yīng)前的質(zhì)量：m₁=4m_p=4×1.007 3 u=4.0292u，
反應(yīng)后的質(zhì)量：m₂=m_He+2m_e=4.001 5 u+2×0.000 55 u=4.0026u，
核反應(yīng)過程質(zhì)量虧損：△m=m₁-m₂=0.0266u．
由質(zhì)能方程得，釋放能量：△E=△mc²=0.0266×931.5 MeV≈24.78 MeV．
（3）由質(zhì)能方程△E=△mc²得每秒減少的質(zhì)量：
△m=$\frac{△E}{{c}^{2}}$=$\frac{3.8×1{0}^{26}}{（3×1{0}^{8}）^{2}}$kg≈4.2×10⁹ kg．
答：（1）核反應(yīng)方程為：4${\;}_{1}^{1}$H→${\;}_{2}^{4}$He+2${\;}_{1}^{0}$e．
（2）這個核反應(yīng)能釋放的能量為24.78MeV．
（3）已知太陽每秒釋放的能量為3.8×10²⁶ J，則太陽每秒減少的質(zhì)量為4.2×10⁹ kg．

點評 本題考查了寫核反應(yīng)方程式、求核反應(yīng)釋放的能量、求質(zhì)量等問題；核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，據(jù)此可以寫出核反應(yīng)方程式；應(yīng)用愛因斯坦的質(zhì)能方程可以解題．