Question

太陽內部持續不斷地發生著四個質子（氫核）聚變一個α粒子，同時發射兩個正電子和兩個沒有靜止質量的中微子．這個核反應釋放出的大量能量就是太陽的能源．（m_p=1.0073u，m_α=4.0015u，m_e=0.00055u，太陽的質量為2×10³⁰kg）
（1）計算每一次聚變所釋放的能量？
（2）已知太陽每秒釋放能量為3.8×10²⁶J，則太陽每秒減少的質量為多少千克？

Answer 1

分析：根據質能方程求出釋放能量，然后根據功率能量之間關系求解即可．

解答：解：（1）這一核反應的質量虧損是
△m=4m_p-m_α-2m_e=0.026 6 u
△E=△mc²=0.026 6×931.5 MeV≈24.78 MeV．
（2）由△E=△mc²得每秒太陽質量減少
△m=

△E

c2

=

3.8×1026

?3.0×108?2

kg≈4.2×10⁹ kg．
答：（1）計算每一次聚變所釋放的能量為24.78 MeV．
（2）已知太陽每秒釋放能量為3.8×10²⁶J，則太陽每秒減少的質量為4.2×10⁹ 千克．

點評：質能方程是原子物理中的重點內容之一，該知識點中，關鍵的地方是要知道反應過程中的質量虧損等于反應前的質量與反應后的質量的差．屬于基礎題目．