Question

核聚变发电有望提供人类需要的丰富清洁能源。氢核聚变可以简化为4个氢核 （H）聚变 生成氦核（He），并放出2个正电子（e）和2个中微子（νe） 。

（1）写出氢核聚变反应方程；     

（2）计算氢核聚变生成一个氦核所释放的能量；         

（3）计算1kg氢核 （H）完全聚变反应所释放的能量；它相当于多少质量的煤完全燃烧放出的能量?          (1kg煤完全燃烧放出的能量约为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。

Answer 1

解析：(1)4H→He +2e +2νe

（2）发生一次核反应的质量亏损为△m=4 mH - mHe -2 me 。

放出能量为△E=△mc2，

联立解得：△E=3.79×10-12J。

（3）1kg氢核 （H）完全聚变反应所释放的能量E=△E

代入数据解得：E=5.67×1014J。

相当于完全燃烧煤的质量约为：M=E/q=kg=1.5×107kg。

【点评】此题以核聚变发电切入，意在考查核聚变反应方程，核能的计算及其相关知识，难度与高考相当。