试求在氢弹中当合成1 kg的氦时所释放出的能量。（氘核的质量为2.013 6 u，氚核的质量为3.016 6 u，氦核的质量为4.002 6 u，中子的质量为1 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

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试求在氢弹中当合成1 kg的氦时所释放出的能量。（氘核

的质量为2.013 6 u，氚核

的质量为3.016 6 u，氦核

的质量为4.002 6 u，中子的质量为1.008 7 u）

答案

解：设弹壳内装的是氘和氚轻元素，它们在高温下聚变生成氦，核聚变方程为

当一个氘核

与一个氚核

发生反应时放出的能量为△E=△m·c²=(2.013 6+3.016 6-4.002 6-1.008 7)×931.5 MeV=17.6 MeV
1 kg氦

中所含的原子核数目为

个
这样合成1 kg氦

核时所放出的总能量为E=N.△E=1.5×10²⁶×17.6 MeV=2.64×10²⁷MeV

核心考点

试题【试求在氢弹中当合成1 kg的氦时所释放出的能量。（氘核的质量为2.013 6 u，氚核的质量为3.016 6 u，氦核的质量为4.002 6 u，中子的质量为1】；主要考察你对质能方程等知识点的理解。[详细]

举一反三

两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核（氦的同位素）。已知氘核质量m_D=2.013 6 u，氦核质量m_He=3.015 0 u，中子质量m_n=1.008 7 u。
(1)写出聚变方程并算出释放的核能(已知l u= 931.5 MeV)；
(2)若反应前两氘核的动能均为_EkD=0.35 MeV，它们正面对撞发生聚变，且反应后释放的核能全部转变为动能，则反应产生的氦核和中子的动能各为多大？

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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M_n=1.008 7 u，M_D=2.013 6 u，M_α=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？

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氘核

和氚核

聚合成氦核

的核反应方程如下：

。设氘核质量为m₁，氚核质量为m₂，氦核质量为m₃，中子质量为m₄，反应过程释放的能量为 [ ]
A．（m₁+m₂+m₃）c²
B．（m₁+m₂-m₄）c²
C．（m₁+m₂-m₃-m₄）c²
D．（m₃+m₄-m₁-m₂）c²

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质子、中子和氘核的质量分别为m₁、m₂和m₃，质子和中子结合成氘核时，发出γ射线，已知普朗克常量h，真空中的光速为c，则γ射线的频率为_________。

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如下一系列核反应是恒星内部发生的。

其中p为质子，α为α粒子，e⁺为正电子，v为一种中微子。已知质子的质量为m_p=1.672 648×10-27 kg，α粒子的质量为m_α=6.644 929×10^-27 kg，正电子的质量数为m_e=9.11×10^-31 kg，中微子的质量可忽略不计。真空中的光速c=3.00×10⁸ m/s，试计算该系列反应完成后释放的能量。

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