题目

北京时间2016年12月10日，由中国研制的热核聚变堆核心部件在国际上率先通过认证，这是中国对国际热核聚变实验堆项目的重大贡献．国际热核聚变实验堆计划，目的是实现可以控制的核聚变反应，探索利用核聚变能量的方式，其产生能量的原理和太阳发光发热的机理相似﹣在同位素氘和氚聚变成一个氦核的过程中释放出能量． （1） 已知氘核、氚核、氦核、中子的质量分别为m1、m2、m3、m4 ， 普朗克常量为h，真空中的光速为c，写出该核反应中释放出的核能全部以γ光子的形式释放，求辐射出的γ光子的波长． （2） 若m1=2.0141u、m2=3.0161u、m3=4.0026u和m4=1.0087u，1u相当于931.5MeV的能量，求该反应释放出的能量（以MeV为单位，结果保留三位有效数字）． 答案： 解：由电荷数守恒、质量数守恒得，核反应方程为：12H+13H → 24He+01n +γ，由质能方程得释放的核能为：△E=(m1+m2−m3−m4)c2 ，若此核能全部以光子形式释放，由 △E=hcλ 知γ光子的波长为：λ= h(m1+m2−m3−m4)c ．答：辐射出的γ光子的波长为 h(m1+m2−m3−m4)c ． 解：质量亏损为：△m=m1+m2﹣m3﹣m4=2.0141u+3.0161u﹣4.0026u﹣1.0087u=0.0189u，则释放的能量为：△E=0.0189×931.5MeV=17.6MeV．答：该反应释放出的能量为17.6MeV．

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