题目

题型：同步题难度：来源：

天文学家测得银河系中氦的含量约为25%. 有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两种：一是在宇宙诞生3分钟左右后生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的．
(1) 把核聚变反应简化为4 个氢核聚变成氦核同时放出2个正电子和2个中微子，请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量．
(2)研究表明，银河系的年龄约为t=3.8×10¹⁷s，每秒钟银河系产生的能量约为1×10³⁷J（即P=1×10³⁷J/s）．现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量（最后结果保留一位有效数字）．
(3)根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断．（可能用到的数据：银河系质量约为M=3×10⁴¹kg，原子质量单位1 u =1. 66×10 ^-27kg，1u相当于1.5×10^-10J的能量，电子质量m_e=0. 0005u，氦核质量m_α=4.0026u，氢核质量m_p=1. 0078u，中微子ν_e质量为零）

答案

解:(1)4H→He+2e+2e
△m=4m_p-m_α-2m_e
△E=△mc²=4.14×10^-12J

氦的含量    
(3)由估算结果可知k=2%，远小于25%的实际值，所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的．