高中物理核聚变问题1.两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核(氦的同位素)。已知氘核质量m0=2.0136u,氦核质量=3.015u...
高中物理核聚变问题
1.两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核(氦的同位素)。已知氘核质量m0=2.0136u,氦核质量=3.015u,中子质量mn=1.0087u。若反应前两氘核的动能均为Ek0=0.35MeV,它们正面对撞发生核聚变,且反应后释放的核能全部转变为动能,则反应产生的氦核和中子的动能各为多大? 问: 如用动能公式求解 1/2(MHeV^2+MnV^2)==△E+2Ekd是否正确?△E不是核聚变反应中质量亏损所释放的能量吗,那应该要加在生成物上能量才守恒吧?及公式又成了(MHeV^2+MnV^2)△E==2Ekd,再用动量和速率比计算,却发现结果与答案不一致?求解....?核聚变反应是损失了质量释放了能量,那损失的质量在哪?
核聚变反应释放出巨大的能量,质量出现“亏损”,这个“质量亏损”不是亏损在核子(质子和中子)种类的消失和数量的减少,核子的种类和各自的数量并没有减少,减少的是构成核子的夸克之间起传递强相互作用的胶子所形成的束缚质量。我们知道质子和中子都是各由三个夸克组成,一个质子的质量为938MeV/C,而其中三个价夸克的质量仅为11MeV/C,只占质子质量1/100多一点,其余的质量全部来自于三个夸克之间以及核子之间起传递强相互作用的“胶子”所形成的束缚质量。
胶子本身虽然没有质量,但胶子传递强相互作用产生的束缚能体现出了“束缚质量”。核聚变质量亏损的就是这束缚质量的一部分。据研究,原子序数小于铁的元素,其原子核的总质量小于组成原子核的单个核子的质量总和,这个差值就是胶子的部分束缚能质量。这也说明原子序数小于铁的元素只有在聚变时,其质量才会发生亏损,然后转化为能量。而大于铁的正相反。通过上面的叙述可知,核聚变的质量转化为能量说到底还是能量之间的转化,是“贮存”在核子内及核子之间的束缚能被释放了出来。所谓损失的质量就是来自于胶子的束缚能。
有一部分人把质量看成是物质的主要特征,把物质(质量)和能量看成是“非此即彼”的对立关系,认为物质是物质,能量是能量。要么是物质(质量)转化为能量,要么是能量转化为质量。把质能关系式当成只是一个转化关系(或者干脆不认可这个关系式)。即使物质中有时蕴含能量,也认为这些能量是单独的、没有质量的。所以对核聚变释放出的巨大能量总要找出相对应的转化物质,一旦发现核子的种类和数量并没有消失和减少,就要质疑转化为能量的物质在哪。
还有一部分人对质能关系理解的正相反,他们把质量和能量看作是物质的一体两面,即物质同时既有质量,又有能量。只不过有时表现为质量,有时表现为能量。不存在单独的质量,也不存在单独的能量。质能关系式是物质不同表现方式的转化数量关系,持这种观点的人理解不了核聚变产生的巨大能量到底是个什么存在?或者说他们是找不到核聚变巨大能量的质量对应体的。他们并没有把能量看作是物质。
核聚变的质能转换率。
反物质的质能转换率=100%rn那么一个完美的“核聚变”反应会损失多少八仙的质量以转换成能量。《精确》理念最已存在
阿尔伯特·爱因斯坦著名的能量方程(E=mc2)表明:物质是能量的一种浓缩形式。裂变和聚变反应仅仅将1%的反应物质转化成了能量。然而事实上,有一种方式能使物质与能量的转化率接近100%,这就是将物质与其镜像“孪生”兄弟———反物质相结合。物理学家让接近光速的基本粒子进行猛烈碰撞后获得了少量的反物质。瑞士CERN高能物理实验室的科学家不久前“捕获”到1百万个反氢原子。应该看到,反物质将是星际旅行火箭的重要燃料。然而,想要获得星际旅行火箭所需的大量反物质,也许是件不可思议的事情。但弗里斯比表示:这是一种相当直接的方式,我们已经拥有了产生反物质所需的磁场、辐射体和粒子束。
在反物质火箭中,一定量的反氢原子和等量的氢原子在燃烧室内混合发生“燃烧”。如果双方各自重量为半磅,那么在结合湮灭时所产生的能量将比10兆吨氢弹释放的能量还要大,伴随能量喷出的还有π介子和μ介子粒子流。采用同裂变火箭类似的方式将粒子束缚起来,让它们从喷嘴喷出,其喷射速度将达到光速的三分之一,这样火箭的最高速度将可达到光速的66%。
两级反物质火箭飞往阿尔法人马座恒星系需要90万吨燃料。在更远距离的星际旅行中,利用四级(两级加速,两级减速)火箭可使反物质火箭显示出自己的优势。据弗里斯比计算,飞往距离地球41光年的巨蝎座55恒星需要3800万吨燃料,耗时130年。而采用裂变火箭,同样的航程则需400年。
关于能量、原子守恒,: 人走路时将动能转化成了什么能 太阳的核聚变中是燃烧氢 氢原子到哪里去了
人走路时一部分动能以摩擦形式产生的热毫散了,一部分以运动所产生的热所毫散了,否则你不会出汗还有一部分以其他机械能形式转化了,如果你爬山,玩拉力器等。至于太阳聚变,主要是氢核聚变成He,然后释放能量。所以广义的质量守恒和能量守恒应该是质能守恒。这是狭义相对论的质能的结果E=mC^2
到氦核中去了
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