Question

13．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为${\;}_{1}^{1}$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表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：（　　）

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

（1）求Z原子核的质量数x和电荷数y；
（2）已知1u相当于931.5MeV，求Q₁，Q₂（结果保留三位有效数字，单位：MeV）

Answer 1

分析 （1）根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可判断出原子核Z的质量数与电荷数；
（2）根据爱因斯坦质能方程即可求出释放的能量．

解答 解：（1）根据质量数可知：x=1+15-12=4
根据电荷数守恒规律，得：y=1+7-6=2
可知Z在氦的原子核${\;}_{2}^{4}He$；
（2）根据爱因斯坦质能方程，${\;}_{1}^{1}$H+${\;}_{6}^{12}$C→${\;}_{7}^{13}$N的质量亏损：△m₁=（1.0078+12.0000-13.0057）u=0.021u
Q₁=△m₁×931=1.96 MeV
后一个核反应方程亏损的质量：△m₂=（1.0078+15.0001-12.0000-4.0026）u=0.0053u
所以：Q₂=△m₂×931=4.94 MeV
答：（1）原子核的质量数是4，电荷数是2；
（2）两次释放的能量Q₁，Q₂分别为1.96MeV和4.94MeV．

点评 本题考查核反应方程的书写和计算核反应能量，意在考查考生推理判断和运算能力，核反应方程的书写和质能方程的应用是原子物理中的重点知识，要加强这方面的练习和应用．