核聚變發(fā)電有望提供人類需要的豐富清潔能源。氫核聚變可以簡化為4個(gè)氫核 （H）聚變 生成氦核（He），并放出2個(gè)正電子（e）和2個(gè)中微子（νe） 。

（1）寫出氫核聚變反應(yīng)方程；     

（2）計(jì)算氫核聚變生成一個(gè)氦核所釋放的能量；         

（3）計(jì)算1kg氫核 （H）完全聚變反應(yīng)所釋放的能量；它相當(dāng)于多少質(zhì)量的煤完全燃燒放出的能量?          (1kg煤完全燃燒放出的能量約為3.7×107 J)。   已知：mH=1.6726216×10-27kg，mHe=6.646477× 10-27kg，

   me=9.109382×10-31kg，mv≈0，c=2.99792458×108m/s。

解析：(1)4H→He +2e +2νe

（2）發(fā)生一次核反應(yīng)的質(zhì)量虧損為△m=4 mH - mHe -2 me 。

放出能量為△E=△mc2，

聯(lián)立解得：△E=3.79×10-12J。

（3）1kg氫核 （H）完全聚變反應(yīng)所釋放的能量E=△E

代入數(shù)據(jù)解得：E=5.67×1014J。

相當(dāng)于完全燃燒煤的質(zhì)量約為：M=E/q=kg=1.5×107kg。

【點(diǎn)評】此題以核聚變發(fā)電切入，意在考查核聚變反應(yīng)方程，核能的計(jì)算及其相關(guān)知識，難度與高考相當(dāng)。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?興寧區(qū)模擬）氦3與氘的核聚變發(fā)電不產(chǎn)生溫室氣體排放，不產(chǎn)生放射性物質(zhì)，是一種十分清潔、安全和符合環(huán)境保護(hù)要求的能源，開發(fā)月壤中蘊(yùn)藏豐富的氦3資源，對人類社會今后的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義，這種核反應(yīng)方程可以表示為23He+12H→34Li+X，23He與12H和34Li的質(zhì)量分別為：m1，m2，m3其中X為某一粒子的代替符號，則下列選項(xiàng)正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源：興寧區(qū)模擬 題型：多選題

氦3與氘的核聚變發(fā)電不產(chǎn)生溫室氣體排放，不產(chǎn)生放射性物質(zhì)，是一種十分清潔、安全和符合環(huán)境保護(hù)要求的能源，開發(fā)月壤中蘊(yùn)藏豐富的氦3資源，對人類社會今后的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義，這種核反應(yīng)方程可以表示為23He+12H→34Li+X，23He與12H和34Li的質(zhì)量分別為：m1，m2，m3其中X為某一粒子的代替符號，則下列選項(xiàng)正確的是（　�。�
A．X為中子
B．這種核反應(yīng)在月球可以自發(fā)進(jìn)行
C．高速的X粒子可以用來工業(yè)探傷
D．該反應(yīng)釋放的核能△E＜（m1+m2-m3）c2

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科目：高中物理 來源：2011年廣西南寧市高考物理適應(yīng)性訓(xùn)練（三）（解析版） 題型：選擇題

氦3與氘的核聚變發(fā)電不產(chǎn)生溫室氣體排放，不產(chǎn)生放射性物質(zhì)，是一種十分清潔、安全和符合環(huán)境保護(hù)要求的能源，開發(fā)月壤中蘊(yùn)藏豐富的氦3資源，對人類社會今后的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義，這種核反應(yīng)方程可以表示為23He+12H→34Li+X，23He與12H和34Li的質(zhì)量分別為：m1，m2，m3其中X為某一粒子的代替符號，則下列選項(xiàng)正確的是（ ）
A．X為中子
B．這種核反應(yīng)在月球可以自發(fā)進(jìn)行
C．高速的X粒子可以用來工業(yè)探傷
D．該反應(yīng)釋放的核能△E＜（m1+m2-m3）c2

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科目：高中物理 來源： 題型：

國際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃參與六方28日在莫斯科作出決定，世界第一個(gè)實(shí)驗(yàn)型熱核反應(yīng)堆將在法國建造。國際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃是一項(xiàng)研究核聚變發(fā)電的大型國際科研項(xiàng)目。參與國際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃的六方是歐盟、美國、俄羅斯、日本、韓國和中國。目前已實(shí)現(xiàn)的人工熱核反應(yīng)是氫彈爆炸，它能產(chǎn)生劇烈而不可控制的聚變反應(yīng)，而可控制的熱核反應(yīng)尚未實(shí)現(xiàn)。如果可控?zé)岷朔磻?yīng)研究取得成功，人類將能利用海水中的重氫獲得無限豐富的能源。兩個(gè)氘核聚變生成氦3是熱核反應(yīng)的一種類型。
已知氘核的質(zhì)量為2.0136u，中子質(zhì)量為1.0087u，氦3（）的質(zhì)量為3.0150u。
（1）寫出兩個(gè)氘核聚變生成氦3的方程。
（2）若兩個(gè)氘核以相同的動能Ek=0.35MeV正碰，發(fā)生聚變后，氦3和中子的總動能為2Mev，則聚變以光子放出的能量為多少？

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