题目内容

【题目】“人造太阳”并不是像太阳一样悬挂在天空,而是建造在地球上的受控热核聚变反应堆或核聚变电站,它能像太阳一样通过核聚变反应放出能量,进而发电,在合肥科学岛,我国最新一代核聚变实验装置“EAST”首次成功获得电流超过200 kA . 时间近3 s的高温等离子放电,人造太阳能来自下面的反应:4个质子(氢核)聚变成1个a粒子,同时发射2个正电子和2个没有静止质量的中微子,“人造太阳”的总功率为P,质子、氢核、正电的质分别为,真空中的光速为c
(1)写出核反应方程;
(2)求核反应所释放的能量E
(3)求在时间内参与上述热核反应的质子数目。

【答案】
(1)

核反应方程式:


(2)

质量亏损为 ,根据爱因斯坦质能方程 ,核反应所释放的能量为


(3)

时间内参与热核反应的质子数为 ,依据能量关系有 ,解得


【解析】根据电荷数守恒、质量数守恒确定未知粒子的种类,根据爱因斯坦质能方程求出释放的核能
【考点精析】掌握质能方程是解答本题的根本,需要知道爱因斯坦的相对论指出:物体的能量和质量之间存在着密切的联系,它们的关系是:E = mc2,这就是爱因斯坦的质能方程.

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