去。
(3)普遍性:热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着,太阳就是一个巨大的热核反应堆。
4.核聚变的应用
(1)核武器--氢弹:一种不需要人工控制的轻核聚变反应装置。它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高压引发热核聚变爆炸。
(2)可控热核反应:目前处于探索阶段。
5.重核裂变与轻核聚变的区别
重核裂变 轻核聚变 放能原理 重核分裂成两个或多个中等质量的原子核,放出核能 两个轻核结合成质量较大的原子核,放出核能 放能多少 聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量要大3~4倍 核废料处理难度 聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多 原料的蕴藏量 核裂变燃料铀在地球上储量有限,尤其用于核裂变的铀235在铀矿石中只占0.7% 主要原料是氘,氘在地球上的储量非常丰富,1 L海水中大约有0.03 g氘,如果用来进行热核反应,放出的能量约与燃烧300 L汽油相当 可控性 速度比较容易进行人工控制,现在的核电站都是用核裂变反应释放核能 目前,除氢弹以外,人们还不能控制它
[典例] 太阳的能量来自下面的反应:四个质子(氢核)聚变成一个α粒子,同时发射两个正电子,若太阳辐射能量的总功率为P,质子H、氦核He、正电子e的质量分别为mp、mα、me,真空中的光速为c,求:
(1)写出核反应方程;
(2)核反应所释放的能量ΔE;
(3)1 s内参与上述热核反应的质子数目。
[思路点拨]
(1)根据质量数守恒和电荷数守恒书写核反应方程。
(2)由爱因斯坦质能方程求解释放的能量。
(3)由功率的定义求1 s内参与反应的质子数。
[解析] (1)根据质量数守恒和电荷数守恒,可得核反应方程为4H→He+2e。
(2)质量亏损Δm=4mp-mα-2me,根据爱因斯坦质能方程:ΔE=Δmc2,核反应释放的能量,ΔE=(4mp-mα-2me)c2。