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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
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更新时间:2024-04-28
问题描述:

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,并释放一个中子了.若已知氘原子的质量为2.0141u,氚原子的质量为3.0160u,氦原子的质量为4.0026u,中子的质量为1.0087u,1u=1.66×10-27kg.

(1)写出氘和氚聚合的反应方程.

(2)试计算这个核反应释放出来的能量.

(3)若建一座功率为3.0×105kW的核聚变电站,假设聚变所产生的能量有一半变成了电能,每年要消耗多少氘的质量?

(一年按3.2×107s计算,光速c=3.00×108m/s,结果取二位有效数字)

侯晓秋回答:
  (1)根据电荷数守恒、质量数守恒得, 21H+31H→ 42He+10n.(2)根据爱因斯坦质能方程得,△E=△mc2=(2.0141+3.0160-4.0026-1.0087)×10-27×(3×108)2×1.66×10-27×9×1016J=2.8×10-12J.(3)设...
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