- 质量亏损
- 共232题
新华社2007年1月15日电，继去年9月首次成功放电后，我国“人造太阳”实验装置——位于合肥的全超导非圆截面核聚变实验装置(EAST)14日23时01分至15日1时连续放电四次，单次时间长约50毫秒，从而标志着第二轮物理实验的开始。这个由我国自行设计、自行研制的“人造太阳”实验装置是世界上第一个同时具有全超导磁体和主动冷却结构的托卡马克。该装置再次成功放电，标志着我国在全超导核聚变实验装置领域进一步站在了世界前沿。“人造太阳”是从氘浓度为3.0×10-5 kg/L的海水中提取氘，使其在上亿摄氏度的高温下发生聚变反应并释放能量，就像太阳一样给人类提供无限清洁的能源。
(1)已知两个氘核聚变后就生成一个氦核，同时释放出一个中子，且Mn=1.008 7 u，MD=2.013 6 u，Mα=3.015 0 u，1原子质量单位u相当于931.5 MeV的能量。试写出其核反应方程式，并计算该核反应所释放的核能。
(2)已知汽油的热值q=4.6×107J/kg，试计算1 L海水中所含的氘核全部发生聚变时，所放出的能量与多少汽油完全燃烧所释放出的能量相当？
正确答案
解：(1)该核反应方程式为
核聚变过程中质量亏损△m=2mD-(mHe+mn)=2×2.013 6 u-(3.015 0 u+1.008 7 u)=0.003 5 u
由题给已知条件可知，该核反应释放出的能量△E=0.003 5×931.5 MeV=3.26 MeV
(2)设质量为m的汽油完全燃烧所放出的能量与1L海水所含的氘核全部聚变时所放出的能量相当，质量为m的汽油完全燃烧所放出的能量为Q=qm，由题给信息可知，1L海水中含有0.03 g的氘，则1 L海水中含有氘原子的个数
由第(1)问的结论可知，两个氘核发生聚变反应时所释放的能量为3.26 MeV，则1 L海水中所含的氘核全部发生聚变时，所放出的能量为
则
钚的放射性同位素
（1）写出衰变方程；
（2）已知衰变放出的光子的动量可忽略，求
正确答案
解：（1）衰变方程为：
或合起来有：
（2）上述衰变过程的质量亏损：
放出的能量为：
这个能量来源于
由④⑤⑥式得：
设衰变后的轴核和
又由动能的定义：
由⑧⑨式得：
由⑦⑩式得：
代入题给数据得：
（选修3-5选做题）
氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：
正确答案
1932年，有人使动能为0.5MeV的质子与静止的73Li核碰撞，发现有两个同样的新核产生，这个核反应方程式为______已知上述反应中放出的那种新核的质量为6.6466×10-27kg，11H和73Li的质量分别为1.6726×10-27kg和11.6505×10-27kg，则反应中质量亏损△m=______kg．根据爱因斯坦质能关系，相当于放出______MeV的能量．
正确答案
根据质量数和电荷数守恒可得该反应方程为：11H+73Li→2 42He，
反应前后的质量亏损为：△m=1.6726×10-27kg+11.6505×10-27kg-2×6.6466×10-27kg=2.99×10-29kg．
根据质能方程释放能量为：△E=mc2=16.8MEeV
故答案为：11H+73Li→2 42He，2.99×10-29，16.8．
（选修3-5选做题）
用中子轰击锂核
正确答案
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