天文学家测得银河系中氨的含量约为 25%。有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两条:一是在宇宙诞生后 2分钟左右生成的;二是在宇宙演化到恒星诞生后,由恒星内部的氢核聚变反应生成的。
( l )把氢核聚变反就简化为4 个氢核()聚变成氦核( ) ,同时放出2个正电子()和2 个中微子( ) ,请写出该氢核聚变反应的方程,并计算一次反应释放的能量。
(2)研究表明,银河系的年龄约为t = 3.8×1017s ,每秒钟银河系产生的能量约为
(即。现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应,试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字)
( 3 )根据你的估算结果,对银河系中氦的主要、生成途径作出判断。(可能用到数据:银河系质量约为,原子质量单位,1u 相当于的能量,电子质量 ,氦核质量氢核质量,中微气质量为零)
解: (1)
(2)
氦的含量:
(3)由估算结果可知,K≈2%远小于25%的实际值,所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的。
判断核反应类型的方法:
核反应方程的常见类型有:衰变、人工转变、裂变和聚变。判断某核反应方程是哪种类型的核反应时,应紧抓该类型核反应的定义,从方程式的特征上区分。
(1)重核俘获一个中子后分裂为n个中等质量核的反应过程,称为裂变。裂变方程的重要特征是“→”前有一个中子和一个重核,“→”后有两个或两个以上的中等质量的核。
(2)把轻核结合成质量较大的核,释放出核能的反应,称为聚变,又称热核反应。
聚变方程的特征是“→”前有两个或两个以上的质量很小的核,“→”后是一个质量稍大些的核,有的聚变中可能还会放出一个质子或一个中子、正负电子等。
(3)人工转变通常是指某原子核在α粒子(或其他粒子)的轰击下,转变为一个新核的核反应。
人工转变方程的特征是“→”前有一个α粒子(或其他粒子)和一个原子核,“→”后有一个新核,通常还伴随一个质子或中子。
人工转变方程与聚变方程特征相似,仅从方程式上不易区分,要熟记几个典型的人工转变方程及聚变方程。
(4)放射性元素的原子核放出一个α粒子或β粒子而转变成新核的过程称为衰变。
衰变方程的重要特征是“一”前只有一个原子核, “→”后有一个α粒子或β粒子与一个新核。
裂变反应堆:
(1)裂变反应堆的组成部分、材料及作用
(2)裂变反应堆的常见类型
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