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（）和氚（）聚变成氦（），并释放一个中子。若已知氘原子的质量为，氚原子的质量为，氦原子的质量为，中子的质量为，，光速。（1）写出氘和氚聚变的反应方程；（2）试计算这个核反应释放出来的能量；（3）若建一座功率为的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有60%变成了电能，每年要消耗多少质量的氘？（一年按计算，结果取二位有效数字）

1. 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（ $\text{[math]}$ ）和氚（ $\text{[math]}$ ）聚变成氦（ $\text{[math]}$ ），并释放一个中子。若已知氘原子的质量为 $\text{[math]}$ ，氚原子的质量为 $\text{[math]}$ ，氦原子的质量为 $\text{[math]}$ ，中子的质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，光速 $\text{[math]}$ 。

（1）写出氘和氚聚变的反应方程；

（2）试计算这个核反应释放出来的能量；

（3）若建一座功率为 $\text{[math]}$ 的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有60%变成了电能，每年要消耗多少质量的氘？（一年按 $\text{[math]}$ 计算，结果取二位有效数字）

【考点】

核聚变;

【答案】

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解答题普通

1. 热核反应中所用的燃料——氘，在地球上储量非常丰富，1 L海水中大约有0.3 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。若氘核的质量为m₁ ，氦核的质量为m₂ ，光速为c，阿伏加德罗常数为N_A ，氘的摩尔质量为m₀。

（1）写出两个氘核聚变成一个氦核的核反应方程。

（2）质量为M的氘参与上述聚变反应可释放出的能量为多少?

解答题普通

2. 太阳现正处于主序星演化阶段，由于太阳内部含有大量的氘核，在高温环境下氘核不断发生核反应而释放大量的核能，使得太阳的质量逐渐的减小.两个氘核在高温环境下生成一个新核X同时释放一个中子，已知氘核、中子以及X核的质量分别为2.0136u、1.0087u、3.0150u，核反应时质量亏损1u向外放出的核能为931.5MeV，（结果均保留3位有效数字）

（1）X核是什么核并计算该反应向外释放的核能为多少；

（2）假设两个动能均为0.37MeV的氘核在高温环境下相向运动并发生碰撞时也能发生题中的核反应，该反应产生的能量均转化为动能，则反应后X核，中子的动能分别为多少。

解答题普通