Question

14．两个中子和两个质子可以结合成一个原子核氦4．已知质子质量为1.0073u，中子质量为1.0087u，α粒子质量为4.0015u，lu相当于931.5MeV．
（1）写出该核反应方程．
（2）原子核氦4的结合能为多少MeV？（保留3位有效数字）
（3）已知原子核氦3的平均结合能为2.57MeV，用数据分析氦3、4这两种核素中哪个原子核更稳定？

Answer 1

分析 （1）根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程．
（2）根据爱因斯坦质能方程求出原子核氦4的结合能．
（3）根据氦4的结合能求出比结合能，从而确定哪个原子核更稳定．

解答 解：（1）根据电荷数守恒、质量数守恒知，核反应方程为：${2}_{0}^{1}n+{2}_{1}^{1}H$→${\;}_{2}^{4}He$．
（2）根据爱因斯坦质能方程得，结合能△E=△mc²=（2×1.0073+2×1.0087-4.0015）×931.5MeV=28.4MeV．
（3）氦4的比结合能$\frac{△E}{4}=\frac{28.4}{4}=7.1MeV$，大于氦3的比结合能，可知氦4更稳定．
答：（1）核反应方程为${2}_{0}^{1}n+{2}_{1}^{1}H$→${\;}_{2}^{4}He$．
（2）原子核氦4的结合能为28.4MeV．
（3）氦4更稳定

点评 解决本题的关键知道核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒，知道比结合能越大，原子核越稳定．