Question

天文学家测得银河系中氦的含量约为25%。有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后2分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的。

（1）4个氢核（H）聚变成1个氦核（He），同时放出2个正电子（e）和2个中微子（ν₀），请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量。

（2）研究表明，银河系的年龄约为t=3.8×10¹⁷s，每秒银河系产生的能量约为1×10³⁷J（P＝1×10³⁷J/s），现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量（最后结果保留2位有效数字）

（3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断。

　　（可能用到的数据：银河系的质量约为M＝3×10⁴¹kg，原子质量单位1u＝1.66×10kg，1u相当于1.5×10J的能量，电子质量m_e＝0.0005u，氦核质量m_α＝4.0026u，氢核质量m_p＝1.0078u，中微子ν₀质量为零。

 

Answer 1

（1）4H→He＋2e＋2ν₀

          =4×1.0078u—4.0026u—2×0.0005u=0.0276u

          ＝Δmc²＝0.0276 ×1.5×10J＝ 4.14×J

   　（2）m＝m_α＝6.1×10³⁹kg

     （3）　氦的含量  k＝＝≈2% 　由估算结果可知，k≈2%远小于25%的实际值，所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的

解析:略