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(简答题)

轻原子核(如氢及其同位素氘、氚的原子核)结合成为较重原子核的过程,叫做核聚变.在此过程中可以释放出巨大的能量.例如四个氢原子核(质子)结合成一个氦原子核(α粒子)时,可释放出25.9MeV 的能量.即 这类聚变反应提供了太阳发光、发热的能源.如果我们能在地球上实现核聚变,就能获得丰富廉价的能源.但是要实现核聚变难度相当大,只有在极高的温度下,使原子热运动的速度非常大,才能使原子核相碰而结合,故核聚变反应又称作热核反应.试估算: (1)一个质子(11H )以多大的动能(以电子伏特表示)运动,才能从很远处到达与另一个质子相接触的距离? (2)平均热运动动能达到此值时,温度有多高? (质子的半径约为1.0 ×10-15 m)

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    氢弹是利用氢的同位素氘、氚等轻原子核的聚变反应瞬间释放出巨大能量的核武器。

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    轻原子核(如氢及其同位素氘、氚的原子核)结合成为较重原子核的过程,叫做核聚变。核聚变过程可以释放出大量能量。例如,四个氢原子核(质子)结合成一个氦原子核(α粒子)时,可释放出28MeV的能量。这类核聚变就是太阳发光、发热的能量来源。如果我们能在地球上实现核聚变,就可以得到非常丰富的能源。实现核聚变的困难在于原子核都带正电,互相排斥,在一般情况下不能互相靠近而发生结合。只有在温度非常高时,热运动的速度非常大,才能冲破库仑排斥力的壁垒,碰到一起发生结合,这叫做热核反应。根据统计物理学,绝对温度为T时,粒子的平均平动动能为式中K=1.38×10-23J/K叫做玻耳兹曼常量。已知质子质量mp=1.67×10-27kg,电荷e=1.6×10-19C,半径的数量级为10-15m。试计算: (1)一个质子以怎样的动能(以eV表示)才能从很远的地方达到与另一个质子接触的距离? (2)平均热运动动能达到此数值时,温度(以K表示)需高到多少?

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