装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1 000 s，温度超过1亿摄氏度，这标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平．合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方．核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富．已知氘核的质量为m1，中子的质量为m2，He的质量为m3，质子的质量为m4，则下列说法中正确的是 (　　)

　　A．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是质子

　　B．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是中子

　　C．两个氘核聚变成一个He所释放的核能为(2m1－m3－m4)c2

　　D．两个氘核聚变成一个He所释放的核能为(2m1－m3－m2)c2

　　【解析】　由核反应方程2H→He＋X知X应为中子，释放的核能应为ΔE＝(2m1－m3－m2)c2，聚变反应的污染非常小，而现行的裂变反应的废料具有很强的放射性，故A、C错误，B、D正确．

　　【答案】　BD

　　10．(多选)核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源．近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站．一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦，并释放一个中子．若已知氘原子的质量为2.014 1 u，氚原子的质量为3.016 0 u，氦原子的质量为4.002 6 u，中子的质量为1.008 7 u,1 u＝1.66×10－27 kg.则这个核反应释放出来的能量为(光速c＝3.00×108 m/s,1 u相当于931.5 MeV)(　　)

　　A．2.8×10－10 J　　　　　　 B．2.8×10－12 J

　　C．1.75 MeV D．17.5 MeV

　　【解析】　核反应释放出来的能量：ΔE＝Δmc2，Δm＝(m氘＋m氚)－(mHe＋mn)＝0.018 8 u，由计算得：ΔE＝2.8×10－12 J＝17.5 MeV，故B、D正确

　　【答案】　BD

　　11．已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，He核的质量为3.015 0 u．两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成He并放出一个中子，释放的核能全部转化为机械能．(质量亏损为1 u时，释放的能量为931.5 MeV.除了计算质量亏损外，He的质量可以认为是中子的3倍)

　　(1)写出该核反应的反应方程式．

　　(2)该核反应释放的核能是多少？

　　(3)若测得反应后生成中子的动能是3.12 MeV，则反应前每个氘核的动能是多少MeV?

　　【解析】　(1)核反应方程为：H＋H→He＋n

　　(2)质量亏损为：Δm＝2.013 6×2 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，释放的核能为：

　　ΔE＝Δmc2＝0.003 5×931.5 MeV＝3.26 MeV

　　(3)设中子和He核的质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2.反应前每个氘核的动能是E0，反应后中子和He核动能分别为E1、E2，根据动量守恒定律，得m1v1－m2v2＝0，＝∶＝＝3，E2＝＝1.04 MeV

　　由能量的转化和守恒定律，得

　　E1＋E2＝2E0＋ΔE，E0＝0.45 MeV.

　　【答案】　(1)H＋H→He＋n

　　(2)3.26 MeV　(3)0.45 MeV

　　12．有一种聚变反应是四个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子．求：

　　(1)该聚变反应释放多少能量？

　　(2)若1 g氢完全聚变，能释放多少能量？

(3)1 g氢完全聚变，释放的能量相当于多少煤完全燃烧放出的热能？(已知煤的热值q＝3.36×107 J/kg，氢核质量为1.008 142 u，氦核质量为4.001 509 u，电子的质量为0.000