Question

13．核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源．近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站．一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氢）聚合成氦，并释放一个中子．若已知氘原子的质量为2.0141u，氚原子的质量为3.0160u，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u，1u=1.66×10^-27kg．
（1）写出氘和氚聚合的反应方程；
（2）试计算这个核反应释放出来的能量．（光速c=3.00×10⁸m/s，结果取二位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程．
（2）根据爱因斯坦质能方程求出核反应所释放的能量．

解答 解：（1）根据电荷数守恒、质量数守恒得，${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$ H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n；
   （2）由质能方程，△E=△mC²
解得△E=（2.0141u+3.0160u-4.0026u-1.0087u）×1.66×10^-27×（3×10⁸）²=2.8×10^-12J
答：（1）氘和氚聚变的核反应方程${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$ H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n；
（2）核反应释放出来的能量2.8×10^-12J．

点评 解决本题的关键知道在核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒，以及掌握爱因斯坦质能方程．