Question

13．某科學家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個核反應(yīng)方程為${\;}_{1}^{1}$H+${\;}_{6}^{12}$C→${\;}_{7}^{13}$N+Q₁，${\;}_{1}^{1}$H+${\;}_{7}^{15}$N→${\;}_{6}^{12}$C+Z+Q₂方程式中Q₁、Q₂表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表：（　　）

原子核	${\;}_{1}^{1}$H	${\;}_{2}^{3}$He	${\;}_{2}^{4}$He	${\;}_{6}^{12}$C	${\;}_{7}^{13}$N	${\;}_{7}^{15}$N
質(zhì)量/u	1.0078	3.0160	4.0026	12.0000	13.0057	15.0001

（1）求Z原子核的質(zhì)量數(shù)x和電荷數(shù)y；
（2）已知1u相當于931.5MeV，求Q₁，Q₂（結(jié)果保留三位有效數(shù)字，單位：MeV）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可判斷出原子核Z的質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)；
（2）根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程即可求出釋放的能量．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)可知：x=1+15-12=4
根據(jù)電荷數(shù)守恒規(guī)律，得：y=1+7-6=2
可知Z在氦的原子核${\;}_{2}^{4}He$；
（2）根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，${\;}_{1}^{1}$H+${\;}_{6}^{12}$C→${\;}_{7}^{13}$N的質(zhì)量虧損：△m₁=（1.0078+12.0000-13.0057）u=0.021u
Q₁=△m₁×931=1.96 MeV
后一個核反應(yīng)方程虧損的質(zhì)量：△m₂=（1.0078+15.0001-12.0000-4.0026）u=0.0053u
所以：Q₂=△m₂×931=4.94 MeV
答：（1）原子核的質(zhì)量數(shù)是4，電荷數(shù)是2；
（2）兩次釋放的能量Q₁，Q₂分別為1.96MeV和4.94MeV．

點評 本題考查核反應(yīng)方程的書寫和計算核反應(yīng)能量，意在考查考生推理判斷和運算能力，核反應(yīng)方程的書寫和質(zhì)能方程的應(yīng)用是原子物理中的重點知識，要加強這方面的練習和應(yīng)用．