Question

8．${\;}_{1}^{3}$H的質(zhì)量是3.016 050u，質(zhì)子的質(zhì)量是1.007 277u，中子的質(zhì)量是1.008665u．1u相當(dāng)于931.5MeV的能量．求：
（1）一個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合為氚核時，是吸收還是放出能量？該能量為多少？
（2）氚核的結(jié)合能和比結(jié)合能各是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程，結(jié)合愛因斯坦質(zhì)能方程求出釋放的能量，從而即可求解；
（2）氚核的結(jié)合能即為此核反應(yīng)為放出的能量；比結(jié)合能等于結(jié)合能與原子個數(shù)的比值．

解答 解：（1）一個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成氚核的核反應(yīng)方程式是${\;}_{1}^{1}$H+2${\;}_{0}^{1}$n→${\;}_{1}^{3}$H，
反應(yīng)前各核子總質(zhì)量為m_p+2m_n=1.007 277 u+2×1.008 665 u=3.024 607 u
反應(yīng)后新核的質(zhì)量為m_H=3.016 050 u
質(zhì)量虧損為△m=3.024 607 u-3.016 050 u=0.008 557 u
因反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量，故此核反應(yīng)為放出能量的反應(yīng)．
釋放的核能為△E=△m×931.5 MeV=0.008 557×931.5 MeV=7.97 MeV．
（2）氚核的結(jié)合能即為此核反應(yīng)為放出的能量，△E=7.97 MeV．
它的比結(jié)合能為$\frac{△E}{3}≈2.66$ MeV．
答：（1）一個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合為氚核時，放出能量，該能量為7.97 MeV；
（2）氚核的結(jié)合能和比結(jié)合能分別為7.97 MeV和2.66 MeV．

點評 本題考查了核反應(yīng)方程和愛因斯坦質(zhì)能方程的基本運用，比較簡單，知道在核反應(yīng)方程中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒．