Question

14．太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．（1u=1.660566×10^-27 kg），（m_p=1.0078u，m_α=4.0026u，m_e=0.00055u，1u=931.5MeV）
（1）写出这个核反应方程．
（2）这一核反应释放出多少焦耳能量？

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）根据质量亏损，结合爱因斯坦质能方程求出释放的能量．

解答 解：（1）核反应方程为：${4}_{1}^{1}H$→${\;}_{2}^{4}He+{2}_{1}^{0}e$，
（2）核反应中释放能量必然伴随着质量亏损：
$\begin{array}{l}△m=4{m_p}-（{m_α}+2{m_β}）\\ \;\;\;\;\;=4×1.0078u-（4.0026+2×0.00055）u\\ \;\;\;\;\;=0.0275u\end{array}$
由爱因斯坦质能方程可知△E=△mc²=0.0275×931.5MeV=25.61MeV=4.10×10^-12J．
答：（1）这个核反应方程为${4}_{1}^{1}H$→${\;}_{2}^{4}He+{2}_{1}^{0}e$．
（2）这一核反应释放的能量为4.10×10^-12J．

点评 质能方程是原子物理中的重点内容之一，该知识点中，关键的地方是要知道反应过程中的质量亏损等于反应前的质量与反应后的质量的差．属于基础题目．