Question

11．利用氫的同位素氘、氚在可控情況下發生核反應，釋放出大量的內能，就象造出一個“人造太陽”．研究發現，1L海水中提取的氫同位素，在核反應中釋放出的能量，相當于300kg標準煤完全燃燒所釋放的能量，己知標準煤熱值是3.0×10⁷J/kg．請分析：
（1）氫的同位素氘、氚在可控情況下發生的反應屬于核反應中的哪種類型？
（2）要獲得1×10¹²J的電能，需要從多少升海水中提取氫的同位素才能實現？（設內能轉化為電能的效率是50% ）
（3）煤燃燒會向大氣排放大量的CO₂，造成大氣污染．則300kg含碳量為90%的標準煤燃燒時會向大氣中排放多少千克的CO₂？

Answer 1

分析 （1）根據原子核的反應包括核裂變和核聚變進行分析；
（2）根據題中所給的數據，內能轉化為電能的效率是50%進行分析；
（3）根據碳和氧氣反應會生成二氧化碳，結合題中所給的數據進行解答．

解答 解：（1）通過分析可知，氫的同位素氘、氚在可控情況下發生的反應屬于核反應中聚變；
（2）要得到1×1012J的電能，需要的熱能
1×$\frac{1012J}{50%}$=2×1012J
1升海水中提取的氫同位素，在核反應中釋放出的能量相當于
300千克×3×107J/kg=9×109J
需要海水
2×1012J/9×109J=222.2；
（3）設完全燃燒300kg標準煤產生CO₂為m
300kg標準煤中含碳：300kg×90%=270kg
C～CO₂
12  44
270kg m
$\frac{12}{270kg}$=$\frac{44}{m}$
m=990kg．
故答案為：（1）輕核聚變；
（2）需要海水222.2L；
（3）設完全燃燒300kg標準煤產生CO₂的質量為990kg．

點評 在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結合俄知識和題中所給的知識進行解答．