Question

25．我國在核聚變研究領域處于世界先進行列，在實驗中觀察到有下列4種核反應：

2 1

H+

2 1

H→

3 2

He+

1 0

n+3.25MeV

2 1

H+

2 1

H→

3 1

H+

1 1

H+4.00MeV

2 1

H+

3 1

H→

4 2

He+

1 0

n+17.6MeV

2 1

H+

3 2

He→

4 2

He+

1 1

H+18.3MeV
已知在實際發生的核聚變中上述4種的概率相同，其原料直接或間接都是氘核（

2 1

H），而氘核在地球上的儲量非常豐富，每升海水中大約有0.030g氘，那么1L海水中的氘全部發生聚變釋放的總能量為多少？（取阿伏伽德羅常數NA=6.02×1023/mol）

Answer 1

分析：在實際發生的核聚變中上述4種的概率相同，故可以將題目中4個核反應方程兩側相加，得到一個反應方程，然后求解出1L海水中的氘原子數量，最后可以得到釋放的總能量．

解答：解：在實際發生的核聚變中上述4種的概率相同，故以上4個核反應相當于下列的核反應：
6

2 1

H→2

4 2

He+2

1 1

H+2

1 0

n+43.15MeV              
1L海水中氘的總個數是：N=

0.030

2

×6.02×1023=9.03×1021(個)
總能量為E=

N

6

×43.15=

9.03×1021

6

×43.15=6.494×1022MeV
答：1L海水中的氘全部發生聚變釋放的總能量為6.494×10²²MeV．

點評：本題關鍵是根據題意將4個核反應方程等效為一個核反應方程，然后在結合阿伏加德羅常數列式求解．