(新课标)教科版物理选修3-5第3章 6.核聚变 7.粒子物理学简介(选学)55张PPT

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名称 (新课标)教科版物理选修3-5第3章 6.核聚变 7.粒子物理学简介(选学)55张PPT
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科目 物理
更新时间 2019-10-12 16:13:45

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6.核聚变
7.粒子物理学简介(选学)
[学习目标] 1.知道聚变反应,关注受控聚变反应研究的进展.2.通过核能的利用,思考科学技术与社会进步的关系.3.初步了解粒子物理学的基础知识.4.了解、感受科学发展过程中蕴藏着的科学和人文精神.
一、核聚变
1.定义:把轻原子核聚合成较重原子核的反应称为聚变反应,简称核聚变.
2.热核反应
(1)举例:一个氘核和一个氚核聚变成一个氦核的核反应方程:H+H―→He+n+17.60 MeV
(2)反应条件
①轻核的距离要达到10-15 m以内.
②需要加热到很高的温度,因此又叫热核反应.
(3)优点
①轻核聚变产能效率高.
②地球上聚变燃料的储量丰富.
③轻核聚变更为安全、清洁.
3.可控核聚变反应研究的进展
(1)把受控聚变情况下释放能量的装置,称为聚变反应堆,20世纪下半叶,聚变能的研究取得重大进展.
(2)核聚变的约束方法:磁约束和惯性约束,托卡马克采用的是磁约束方式.
(3)核聚变是一种安全,不产生放射性物质、原料成本低的能源,是人类未来能源的希望.
4.恒星演化中的核反应
(1)现阶段,供太阳发生核聚变过程的燃料是氢.
(2)大约50亿年后,太阳的核心的核聚变过程是:
He+He→Be,He+Be→6C.
二、粒子物理学简介
1.基本粒子
(1)1897年汤姆孙发现了电子后,人们又陆续发现了质子、中子,认为电子、中子、质子是组成物质的基本粒子.
(2)1932年,安德森发现了正电子,它的质量、电荷量与电子相同,电荷符号与电子相反,它被称为电子的反粒子,正电子也成为了基本粒子.
2.基本粒子的分类
按粒子参与相互作用的性质把粒子分为三类:它们分别是:媒介子、轻子、强子.
3.加速器
粒子加速器是用人工方法产生高速粒子的设备,按加速粒子的路径大致分为两类:一类是直线加速器,带电粒子沿直线运动;一类是回旋加速器,带电粒子沿圆弧运动,并反复加速.能够实现两束相对运动的粒子对接的设备叫作对撞机.
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)核聚变反应中平均每个核子放出的能量比裂变时小一些. (×)
(2)轻核的聚变只要达到临界质量就可以发生. (×)
(3)现在地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部的聚变反应. (√)
(4)质子、中子、电子都是不可再分的基本粒子. (×)
(5)质子和反质子的电量相同,电性相反. (√)
(6)按照夸克模型,电子所带电荷不再是电荷的最小单元. (√)
2.(多选)下列关于聚变的说法中正确的是(  )
A.要使聚变产生,必须克服库仑斥力做功
B.轻核聚变需要几百万摄氏度的高温,因此聚变又叫作热核反应
C.原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温,所以氢弹利用原子弹引发热核反应
D.自然界中不存在天然的热核反应
ABC [轻核聚变时,必须使轻核之间距离达到10-15 m,所以必须克服库仑斥力做功,A正确;原子核必须有足够的动能,才能使它们接近到核力能发生作用的范围,实验证实,原子核必须处在几百万摄氏度下才有这样的能量,这样高的温度通常利用原子弹爆炸获得,故B、C正确;在太阳内部或其他恒星内部都进行着热核反应,D错误.]
3.关于粒子,下列说法正确的是(  )
A.电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子
B.强子中都是带电的粒子
C.夸克模型是探究三大类粒子结构的理论
D.夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位
D [由于质子、中子是由不同夸克组成的,它们不是最基本的粒子,不同夸克构成强子,有的强子带电,有的强子不带电,故A、B错误;夸克模型是研究强子结构的理论,不同夸克带电不同,分别为+e和-,说明电子电荷不再是电荷的最小单位,C错误,D正确.]
对核聚变的理解及应用
1.聚变发生的条件
要使轻核聚变,必须使轻核接近核力发生作用的距离10-15 m,这要克服电荷间强大的斥力作用,要求使轻核具有足够大的动能.要使原子核具有足够大的动能,就要给它们加热,使物质达到几百万开尔文的高温.
2.轻核聚变是放能反应
从比结合能的图线看,轻核聚变后比结合能增加,因此聚变反应是一个放能反应.
3.核聚变的特点
(1)在消耗相同质量的核燃料时,轻核聚变比重核裂变释放更多的能量.
(2)热核反应一旦发生,就不再需要外界给它能量,靠自身产生的热就可以使反应进行下去.
(3)普遍性:热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着,太阳就是一个巨大的热核反应堆.
4.核聚变的应用
(1)核武器——氢弹:一种不需要人工控制的轻核聚变反应装置.它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高压引发热核聚变爆炸.
(2)可控热核反应:目前处于探索阶段.
5.重核裂变与轻核聚变的区别
重核裂变
轻核聚变
放能原理
重核分裂成两个或多个中等质量的原子核,放出核能
两个轻核结合成质量较大的原子核,放出核能
放能多少
聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量要大3~4倍
核废料处理难度
聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多
原料的蕴藏量
核裂变燃料铀在地球上储量有限,尤其用于核裂变的铀235在铀矿石中只占0.7%
主要原料是氘,氘在地球上的储量非常丰富.1 L海水中大约有0.03 g氘,如果用来进行热核反应,放出的能量约与燃烧300 L汽油相当
可控性
速度比较容易进行人工控制,现在的核电站都是用核裂变反应释放核能
目前,除氢弹以外,人们还不能控制它
【例1】 太阳的能量来自下面的反应:四个质子(氢核)聚变成一个α粒子,同时发射两个正电子,若太阳辐射能量的总功率为P,质子H、氦核He、正电子e的质量分别为mp、mα、me,真空中的光速为c,求:
(1)写出核反应方程;
(2)核反应所释放的能量ΔE;
(3)1 s内参与上述热核反应的质子数目.
[思路点拨] (1)根据质量数守恒和电荷数守恒书写核反应方程.
(2)由爱因斯坦质能方程求解释放的能量.
(3)由功率的定义求1 s内参与反应的质子数.
[解析] (1)根据质量数守恒和电荷数守恒,可得核反应方程为4H→He+2e.
(2)质量亏损Δm=4mp-mα-2me,根据爱因斯坦质能方程:ΔE=Δmc2,核反应释放的能量,ΔE=(4mp-mα-2me)c2.
(3)设单位时间内参与热核反应的质子数为N,依据能量关系P=,有N=.
[答案] (1)4H→He+2e (2)(4mp-mα-2me)c2 
(3)
轻核聚变释放核能的计算方法
(1)根据质量亏损计算.
根据爱因斯坦质能方程,用核子结合成原子核时质量亏损(Δm)的千克数乘以真空中的光速(c=3×108 m/s)的平方,即ΔE=Δmc2. ①
(2)根据1个原子质量单位(u)相当于931.5 MeV能量,用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV,
即ΔE=Δm×931.5 MeV. ②
注意:式①中Δm的单位为kg,ΔE的单位是J;式②中Δm的单位是u,ΔE的单位是MeV.
1.氘核(H)和氚核(H)结合成氦核(He)的核反应方程如下:H+H→He+n+17.6 MeV
(1)这个核反应称为________.
(2)要发生这样的核反应,需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文.式中17.6 MeV是核反应中________(选填“放出”或“吸收”)的能量,核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量________(选填“增加”或“减少”)了__________kg(保留一位有效数字).
[解析] 在轻核聚变反应中,由于质量亏损,放出核能,由ΔE=Δmc2,可以求得Δm=≈3×10-29 kg.
[答案] (1)核聚变 (2)放出 减少 3×10-29
对粒子的认识
1.新粒子的发现及特点
发现时间
1932年
1937年
1947年
20世纪60年代后
新粒子
反粒子
μ子
K介子与π介子
超子
基本特点
质量与相对应的粒子相同而电荷及其他一些物理性质相反
比质子的质量小 
质量介于电子与核子之间
其质量比质子大 
2.粒子的分类
分类
参与的相互作用
发现的粒子
备注
媒介子
传递各种相互作用
光子、中间玻色子、胶子
光子、中间玻色子、胶子分别传递电磁、弱、强相互作用
轻子
不参与强相互作用
电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子
未发现内部结构
强子
参与强相互作用
质子、中子、介子、超子
强子有内部结构,由“夸克”构成;强子又可分为介子和重子
3.夸克的分类
夸克有6种,它们是上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克,它们带的电荷是电子或质子所带电荷的或.每种夸克都有对应的反夸克.
4.两点提醒
(1)质子是最早发现的强子,电子是最早发现的轻子,τ子的质量比核子的质量大,但力的性质决定了它属于轻子.
(2)粒子具有对称性,有一个粒子,必存在一个反粒子,它们相遇时会发生“湮灭”,即同时消失而转化成其他的粒子.
【例2】 在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出.中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测.1953年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中H的核反应,间接地证实了中微子的存在.
(1)中微子与水中的H发生核反应,产生中子(n)和正电子(e),即:中微子+H→n+e
可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是________.
(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以转变为两个光子(γ),即e+e→2γ已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31 kg,反应中产生的每个光子的能量约为________J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是什么?
[解析] (1)发生核反应前后,粒子的质量数和电荷数均不变,据此可知中微子的质量数和电荷数都是0.
(2)产生的能量是由于质量亏损.两个电子转变为两个光子之后,质量变为零,则E=Δmc2,故一个光子的能量为,代入数据得=8.2×10-14 J.正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体,故系统总动量为零,故只有产生2个光子,此过程才遵循动量守恒定律.
[答案] 0和0 8.2×10-14 J 见解析
对核反应中新生成粒子的认识
新生成的粒子和实物粒子一样,它们之间发生相互作用时,同样遵循动量守恒定律等力学规律.
2.(多选)下列关于夸克模型的说法正确的是(  )
A.强子是由更基本的夸克组成的
B.夸克的电荷量分别为元电荷的+或-
C.每种夸克都有对应的反夸克
D.夸克能以自由的状态单个出现
ABC [夸克不能以自由的状态单个出现,D错误,A、B、C正确.]
课 堂 小 结
知 识 网 络
1.热核反应的概念及聚变方程.
2.轻核聚变的条件及其应用.
3.基本粒子的分类及认识.
4.加速器的工作原理.
1.(多选)据新华社报道,由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试.下列关于“人造太阳”的说法正确的是(  )
A.“人造太阳”的核反应方程是H+H→He+n
B.“人造太阳”的核反应方程是U+n→Ba+Kr+3n
C.根据公式E=mc2可知,核燃料的质量相同时,聚变反应释放的能量比裂变反应大得多
D.根据公式E=mc2可知,核燃料的质量相同时,聚变反应释放的能量与裂变反应相同
AC [H+H→He+n是氢核聚变方程,故A项正确;根据氢核聚变特点,聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量大约要大3~4倍,相同质量的核燃料,氢核聚变释放的能量比裂变反应大得多,故选项C正确.]
2.(2019·全国卷Ⅱ)太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循环,循环的结果可表示为
4H→He+2e+2ν
已知H和He的质量分别为mp=1.007 8 u和mα=4.002 6 u,1u=931 MeV/c2,c为光速.在4个H转变为1个He的过程中,释放的能量约为(  )
A.8 MeV       B.16 MeV
C.26 MeV D.52 MeV
C [核反应质量亏损Δm=4×1.007 8 u-4.002 6 u=0.028 6 u,释放的能量ΔE=0.028 6×931 MeV=26.6 MeV,选项C正确.]
3.(多选)如图所示,托卡马克(Tokamak) 是研究受控核聚变的一种装置,这个词是toroidal(环形的)、kamera(真空室)、magnit(磁)的头两个字母以及katushka(线圈)的第一个字母组成的缩写词.根据以上信息,下述判断中可能正确的是(  )
A.这种装置的核反应原理是轻核的聚变,同时释放出大量的能量,和太阳发光的原理类似
B.线圈的作用是通电产生磁场使带电粒子在磁场中旋转而不溢出
C.这种装置同我国秦山、大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理相同
D.这种装置可以控制热核反应速度,使聚变能缓慢而稳定地进行
ABD [聚变反应原料在装置中发生聚变,放出能量,故A正确;线圈通电时产生磁场,带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用不飞出,故B正确;核电站的原理是裂变,托卡马克的原理是聚变,故C错误;该装置使人们可以在实验中控制反应速度,平稳释放核能,故D正确.]
4.一个氘核(H)和一个氚核(H)结合成一个氦核(He),同时放出一个中子,已知氘核质量为m1=2.014 1 u,氚核质量为m2=3.016 0 u,氦核质量为m3=4.002 6 u,中子质量为m4=1.008 665 u,求:
(1)写出聚变的核反应方程;
(2)此反应过程中释放的能量为多少?平均每个核子释放出多少核能?
[解析] (1)核反应方程为H+H→He+n.
(2)此反应过程的质量亏损为
Δm=2.014 1 u+3.016 0 u-4.002 6 u-1.008 665 u=0.018 835 u
ΔE=Δmc2=0.018 835×931.5 MeV≈17.5 MeV
平均每个核子释放的核能为 MeV=3.5 MeV.
[答案] (1)H+H→He+n
(2)17.5 MeV 3.5 MeV
课件55张PPT。第三章 原子核6.核聚变
7.粒子物理学简介(选学)234聚合 5温度 热核反应 6产能效率高 聚变燃料 安全、清洁 7释放能量 磁约束 磁约束 安全 放射性 成本低 8氢 9电子 质子 中子 正电子 相同 相反 反粒子 10媒介子 轻子 强子 高速 直线加速器 回旋加速器 对撞机 11××√×√√121314151617对核聚变的理解及应用181920212223242526272829303132对粒子的认识 33343536373839404142434445464748495051525354点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(十二) 核聚变 粒子物理学简介(选学)
(时间:40分钟 分值:100分)
[基础达标练]
一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)
1.(多选)关于人们发现的新粒子,下列说法正确的是(  )
A.许多粒子都有自己的反粒子
B.把粒子分为强子、轻子、媒介子,根据是粒子与各种相互作用的关系
C.质子属于强子
D.光子属于轻子
ABC [根据粒子的分类、粒子与反粒子描述知A、B、C正确;光子属媒介子,D错误.]
2.(多选)下列说法正确的是(  )
A.聚变是裂变的逆反应
B.核聚变反应须将反应物加热到数百万开尔文以上的高温,反应时放出能量
C.轻核聚变比裂变更为安全、清洁
D.强子是参与强相互作用的粒子,中子是最早发现的强子
BC [聚变和裂变的反应物和生成物完全不同,两者无直接关系,并非互为逆反应,故A错误;实现聚变反应必须使参加反应的轻核充分接近,需要数百万开尔文的高温,但聚变反应一旦实现,所释放的能量远大于所吸收的能量,所以聚变反应还是释放能量,故B正确;实现聚变需要高温,一旦出现故障,高温不能维持,反应就自动终止了,另外,聚变反应比裂变反应生成的废物数量少,容易处理,故C正确;质子是最早发现的强子,故D错误.]
3.(多选)重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个途径,下列说法中正确的是(  )
A.裂变过程质量增加
B.裂变过程质量亏损
C.裂变过程和聚变过程都有质量增加
D.聚变过程有质量亏损
BD [重核裂变和轻核聚变都能释放巨大的能量,由爱因斯坦质能方程知两过程均会有质量亏损.]
4.下列所述正确的是(  )
A.强子是参与强相互作用的粒子
B.轻子是参与强相互作用的粒子
C.目前发现的轻子只有8种
D.光子是传递弱相互作用的粒子
A [由三类粒子的特性可知A正确,B、D错误;而目前发现的轻子只有6种,C错误.]
5.关于核聚变,以下说法正确的是(  )
A.与裂变相比轻核聚变辐射极少,更为安全、清洁
B.世界上已经有利用核聚变能来发电的核电站
C.要使轻核发生聚变,必须使它们的距离达到10-10 m以内,核力才能起作用
D.核聚变比核裂变更易控制
A [与裂变相比,核聚变有下面的几个优势:(1)安全、清洁、辐射少;(2)核燃料储量多;(3)核废料易处理.但核聚变不易控制,其发电还没有投入实际运行,B、C、D错误,A正确.]
6.(多选)能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一,下列释放核能的反应方程,表述正确的是(  )
A.H+H―→He+n是核聚变反应
B.H+H―→He+n是β衰变
C.U+n―→Ba+Kr+3n是核裂变反应
D.U+n―→Xe+Sr+2n是α衰变
AC [H+H―→He+n是轻核聚变反应,A正确,B错误;U+n―→Ba+Kr+3n和U+n―→Xe+Sr+2n均为重核裂变反应,C正确,D错误.]
二、非选择题(14分)
7.已知π+介子、π-介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克或反夸克)组成的,它们的带电荷量如表所示,表中e为元电荷.
粒子
π+
π-
u
d


带电荷量
+e
-e
+
-
-
+
由此可知π+由________和________组成,π-由________和________组成.
[解析] 因π+介子带有+e的电荷量,且是由一个夸克和一个反夸克组成的,则夸克u带+e和反夸克带+e合成电荷量为e,那么π+介子就是由夸克u和反夸克组成的;同理,π-介子由夸克d和反夸克组成.
[答案] u  d 
[能力提升练]
一、选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分)
1.(多选)我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电,显示了EAST装置具有良好的整体性能,使等离子体约束时间达1 000 s,温度超过1亿摄氏度,这标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平.合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方.核聚变的主要原料是氘,在海水中含量极其丰富.已知氘核的质量为m1,中子的质量为m2,He的质量为m3,质子的质量为m4,则下列说法中正确的是(  )
A.两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是质子
B.两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是中子
C.两个氘核聚变成一个He所释放的核能为(2m1-m3-m4)c2
D.两个氘核聚变成一个He所释放的核能为(2m1-m3-m2)c2
BD [由核反应方程2H→He+X知X应为中子,释放的核能应为ΔE=(2m1-m3-m2)c2,故A、C错误,B、D正确.]
2.20世纪30年代以来,人们在对宇宙射线的研究中,陆续发现了一些新的粒子,K介子和π介子就是科学家在1947年发现的.K-介子的衰变方程为K-→π0+π-,其中K-介子和π-介子带负电,电荷量等于元电荷的电荷量,π0介子不带电.如图所示,一个K-介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中,其轨迹为图中的圆弧虚线,K-介子衰变后,π0介子和π-介子的轨迹可能是(  )
A    B    C    D
A [π0介子不带电,在磁场中不偏转,π-介子带负电,在磁场中洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,再根据动量守恒判定知A正确.]
3.雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(νe)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核,其核反应方程式为νe+Cl→Ar+e.已知Cl核的质量为36.956 58 u,Ar核的质量为36.956 91 u,e的质量为0.000 55 u,1 u质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上数据,可得参与上述反应的电子中微子的最小能量为(  )
A.0.82 MeV       B.0.31 MeV
C.1.33 MeV D.0.51 MeV
A [反应后不释放能量时对应电子中微子的能量最小,为E=(36.956 91+0.000 55-36.956 58)×931.5 MeV=0.82 MeV,选项A正确.]
4.一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子,同时放出一个γ光子.已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m1、m2、m3、m4,普朗克常量为h,真空中的光速为c.下列说法正确的是(  )
A.这个核反应是裂变反应
B.这个反应的核反应方程是H+H→He+2n+γ
C.辐射出的γ光子的能量E=(m3+m4-m1-m2)c2
D.辐射出的γ光子在真空中的波长λ=
D [一个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子,这是核聚变反应,A、B选项错误.核反应的质量亏损Δm=m1+m2-m3-m4,辐射出的γ光子的能量E=(m1+m2-m3-m4)c2,C选项错误,γ光子在真空中的频率ν=,波长λ====,D选项正确.]
二、非选择题(本大题共2小题,共26分)
5.(12分)已知氘核质量为2.013 6 u,中子质量为1.008 7 u,He核的质量为3.015 0 u.两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成He并放出一个中子,释放的核能全部转化为机械能.(质量亏损为1 u时,释放的能量为931.5 MeV.除了计算质量亏损外,He的质量可以认为是中子的3倍)
(1)写出该核反应的反应方程式;
(2)该核反应释放的核能是多少?
(3)若测得反应后生成中子的动能是3.12 MeV,则反应前每个氘核的动能是多少MeV?
[解析] (1)核反应方程为:H+H→He+n.
(2)质量亏损为:Δm=2.013 6×2 u-(3.015 0 u+1.008 7 u)=0.003 5 u,释放的核能为:
ΔE=0.003 5×931.5 MeV=3.26 MeV.
(3)设中子和He核的质量分别为m1、m2,速度分别为v1、v2.反应前每个氘核的动能是E0,反应后中子和He核动能分别为E1、E2,根据动量守恒定律,得m1v1-m2v2=0,=∶==3,E2==1.04 MeV
由能量的转化和守恒定律,得
E1+E2=2E0+ΔE,E0=0.45 MeV.
[答案] (1)H+H→He+n
(2)3.26 MeV (3)0.45 MeV
6.(14分)有一种聚变反应是四个氢核聚变成一个氦核,同时放出两个正电子.求:
(1)该聚变反应释放多少能量?
(2)若1 g氢完全聚变,能释放多少能量?
(3)1 g氢完全聚变,释放的能量相当于多少煤完全燃烧放出的热能?(已知煤的热值q=3.36×107 J/kg,氢核质量为1.008 142 u,氦核质量为4.001 509 u,电子的质量为0.000 549 u)
[解析] (1)核反应方程为:4H―→He+2e,所以Δm=4mH-mHe-2me=4×1.008 142 u-4.001 509 u-2×0.000 549 u=0.029 961 u
ΔE=0.029 961×931.5 MeV=27.91 MeV=4.47×10-12 J.
(2)1 g氢完全聚变释放的能量为
E=×6.02×1023×4.47×10-12 J=6.73×1011 J
(3)相当于煤完全燃烧的质量为:
m= kg=2.00×104 kg.
[答案] (1)4.47×10-12 J (2)6.73×1011 J
(3)2.00×104 kg