高中物理人教版選修35教學(xué)案第十九章第78節(jié)核聚變粒子和宇宙

第7、8節(jié)核聚變__粒子和宇宙1．兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，這樣的核反響叫聚變。2．約束核聚變材料的方法：磁約束和慣性約束。3．粒子分為三大類，有媒介子、輕子、強(qiáng)子。物理學(xué)家蓋爾曼提出，強(qiáng)子是由夸克構(gòu)成的。一、核聚變1．定義兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核的反響。2．條件(1)輕核的距離要到達(dá)10－15_m以內(nèi)。(2)聚變可以通過高溫來實(shí)現(xiàn)，因此又叫熱核反響。3．核反響舉例(1)熱核反響主要應(yīng)用在核武器上，如氫彈。(2)熱核反響在宇宙中時(shí)時(shí)刻刻地進(jìn)行著，太陽就是一個(gè)巨大的熱核反響堆。(3)典型的核聚變：一個(gè)氘核和一個(gè)氚核的聚變，eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n＋γ該反響平均每個(gè)核子放出的能量比裂變反響平均每個(gè)核子放出的能量大3～4倍。4．聚變與裂變相比有很多優(yōu)點(diǎn)(1)輕核聚變產(chǎn)能效率高。(2)地球上聚變?nèi)剂系膬?chǔ)量豐富。(3)輕核聚變更為平安、清潔。5．實(shí)現(xiàn)核聚變的方法(1)難點(diǎn)：地球上沒有任何容器能夠經(jīng)受幾百萬開爾文的高溫。(2)方案：科學(xué)家設(shè)想了兩種方案，即磁約束和慣性約束，環(huán)流器是目前性能最好的一種磁約束裝置。二、粒子和宇宙1．“根本粒子〞不根本(1)19世紀(jì)末，人們認(rèn)為原子是組成物質(zhì)的不行再分的最小微粒。(2)后來認(rèn)為光子、電子、質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不行再分的最根本的粒子，并稱為“根本粒子〞。隨著科學(xué)的進(jìn)一步開展，科學(xué)家們漸漸發(fā)覺了數(shù)以百計(jì)的不同種類的新粒子，它們都不是由質(zhì)子、中子、電子組成的，另外又發(fā)覺質(zhì)子、中子等本身也有自己的簡單的結(jié)構(gòu)。所以，從20世紀(jì)后半期起，就將“根本〞二字去掉，統(tǒng)稱為粒子。2．發(fā)覺新粒子與夸克模型(1)反粒子試驗(yàn)中發(fā)覺，對(duì)應(yīng)著很多粒子都存在質(zhì)量、壽命、自旋等物理性質(zhì)與過去已經(jīng)發(fā)覺的粒子相同，而電荷等其他性質(zhì)相反的粒子，這些粒子叫做反粒子。例如，電子的反粒子就是正電子。(2)粒子的分類依據(jù)粒子與各種相互作用的不同關(guān)系，可將粒子分為三大類：①強(qiáng)子：參加強(qiáng)相互作用的粒子，質(zhì)子是最早發(fā)覺的強(qiáng)子。②輕子：不參加強(qiáng)相互作用的粒子，最早發(fā)覺的輕子是電子。③媒介子：是傳遞各種相互作用的粒子，如光子、中間玻色子、膠子。(3)夸克模型的提出1964年提出的夸克模型，認(rèn)為強(qiáng)子是由更根本的夸克組成的。3．宇宙及恒星的演化(1)宇宙演化依據(jù)大爆炸理論，在宇宙形成之初是“粒子家族〞盡顯風(fēng)采的時(shí)期。在大爆炸之后漸漸形成了夸克、輕子和膠子等粒子，隨后經(jīng)過強(qiáng)子時(shí)代、輕子時(shí)代、核合成時(shí)代。連續(xù)冷卻，質(zhì)子、電子、原子等與光子別離而逐步組成恒星和星系。(2)恒星的演化①恒星的形成：大爆炸后，在萬有引力作用下形成星云團(tuán)，進(jìn)一步分散使引力勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，溫度上升，直到發(fā)光，于是恒星誕生了。②恒星演化：核聚變反響，層級(jí)遞進(jìn)地在恒星內(nèi)發(fā)生，直到各種熱核反響不再發(fā)生時(shí)，恒星的中心密度到達(dá)極大。③恒星歸宿：恒星最終的歸宿有三種，它們是白矮星、中子星、黑洞。1．自主思索——判一判(1)核聚變反響中平均每個(gè)核子放出的能量比裂變時(shí)小一些。(×)(2)輕核的聚變只要到達(dá)臨界質(zhì)量就可以發(fā)生。(×)(3)現(xiàn)在地球上消耗的能量絕大局部來自太陽內(nèi)部的聚變反響。(√)(4)質(zhì)子、中子、電子都是不行再分的根本粒子。(×)(5)質(zhì)子和反質(zhì)子的電量相同，電性相反。(√)(6)依據(jù)夸克模型，電子所帶電荷不再是電荷的最小單元。(√)2．合作探究——議一議(1)核聚變?yōu)槭裁葱枰獛装偃f開爾文的高溫？提示：要使輕核發(fā)生聚變就必需使它們間的距離到達(dá)核力發(fā)生作用的距離，而核力是短程力，作用距離在10－15m，在這個(gè)距離上時(shí)，質(zhì)子間的庫侖斥力特別大，為了克服庫侖斥力就需要原子核具有特別大的動(dòng)能才會(huì)撞到一起，當(dāng)溫度到達(dá)幾百萬開爾文時(shí)，原子核就可以具有這樣大的動(dòng)能。(2)受控核聚變中磁約束的原理是什么？提示：原子核帶有正電，垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)后在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圍著一個(gè)中心不斷旋轉(zhuǎn)而不飛散開，到達(dá)約束原子核的作用。(3)為什么說根本粒子不根本？提示：一方面是由于這些原來被認(rèn)為不行再分的粒子還有自己的簡單結(jié)構(gòu)，另一方面是由于新發(fā)覺的很多種新粒子都不是由原來認(rèn)為的那些根本粒子組成的。對(duì)核聚變的理解及應(yīng)用1．聚變發(fā)生的條件要使輕核聚變，必需使輕核接近核力發(fā)生作用的距離10－15m，這要克服電荷間強(qiáng)大的斥力作用，要求使輕核具有足夠大的動(dòng)能。要使原子核具有足夠大的動(dòng)能，就要給它們加熱，使物質(zhì)到達(dá)幾百萬開爾文的高溫。2．輕核聚變是放能反響從比結(jié)合能的圖線看，輕核聚變后比結(jié)合能增加，因此聚變反響是一個(gè)放能反響。3．核聚變的特點(diǎn)(1)在消耗相同質(zhì)量的核燃料時(shí)，輕核聚變比重核裂變釋放更多的能量。(2)熱核反響一旦發(fā)生，就不再需要外界給它能量，靠自身產(chǎn)生的熱就可以使反響進(jìn)行下去。(3)普遍性：熱核反響在宇宙中時(shí)時(shí)刻刻地進(jìn)行著，太陽就是一個(gè)巨大的熱核反響堆。4．核聚變的應(yīng)用(1)核武器——?dú)鋸棧阂环N不需要人工掌握的輕核聚變反響裝置。它利用彈體內(nèi)的原子彈爆炸產(chǎn)生的高溫高壓引發(fā)熱核聚變爆炸。(2)可控?zé)岷朔错懀耗壳疤幱谔骄侩A段。5．重核裂變與輕核聚變的區(qū)分重核裂變輕核聚變放能原理重核分裂成兩個(gè)或多個(gè)中等質(zhì)量的原子核，放出核能兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核，放出核能放能多少聚變反響比裂變反響平均每個(gè)核子放出的能量要大3～4倍核廢料處理難度聚變反響的核廢料處理要比裂變反響簡潔得多原料的隱藏量核裂變?nèi)剂镶櫾诘厍蛏蟽?chǔ)量有限，尤其用于核裂變的鈾235在鈾礦石中只占0.7%主要原料是氘，氘在地球上的儲(chǔ)量特別豐富，1L海水中大約有0.03g氘，假如用來進(jìn)行熱核反響，放出的能量約與燃燒300L汽油相當(dāng)可控性速度比擬簡潔進(jìn)行人工掌握，現(xiàn)在的核電站都是用核裂變反響釋放核能目前，除氫彈以外，人們還不能掌握它[典例]太陽的能量來自下面的反響：四個(gè)質(zhì)子(氫核)聚變成一個(gè)α粒子，同時(shí)放射兩個(gè)正電子，假設(shè)太陽輻射能量的總功率為P，質(zhì)子eq\o\al(1,1)H、氦核eq\o\al(4,2)He、正電子eq\o\al(0,1)e的質(zhì)量分別為mp、mα、me，真空中的光速為c，求：(1)寫出核反響方程；(2)核反響所釋放的能量ΔE；(3)1s內(nèi)參加上述熱核反響的質(zhì)子數(shù)目。[思路點(diǎn)撥](1)依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒書寫核反響方程。(2)由愛因斯坦質(zhì)能方程求解釋放的能量。(3)由功率的定義求1s內(nèi)參加反響的質(zhì)子數(shù)。[解析](1)依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可得核反響方程為4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)e。(2)質(zhì)量虧損Δm＝4mp－mα－2me，依據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程：ΔE＝Δmc2，核反響釋放的能量，ΔE＝(4mp－mα－2me)c2。(3)設(shè)單位時(shí)間內(nèi)參加熱核反響的質(zhì)子數(shù)為N，依據(jù)能量關(guān)系P＝eq\f(NΔE,4)，有N＝eq\f(4P,(4mp－mα－2me)c2)。[答案](1)4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)e(2)(4mp－mα－2me)c2(3)eq\f(4P,(4mp－mα－2me)c2)輕核聚變釋放核能的計(jì)算方法1．依據(jù)質(zhì)量虧損計(jì)算。依據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，用核子結(jié)合成原子核時(shí)質(zhì)量虧損(Δm)的千克數(shù)乘以真空中的光速(c＝3×108m/s)的平方，即ΔE＝Δmc2。①2．依據(jù)1個(gè)原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV能量，用核子結(jié)合成原子核時(shí)質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5MeV。②留意：式①中Δm的單位為kg；式②中Δm的單位是u，ΔE的單位是MeV。1．(多項(xiàng)選擇)科學(xué)家使用核反響獵取氚，再利用氘和氚的核反響獲得能量，核反響方程分別為：X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV和eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV，以下表述正確的有()A．X是中子B．Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6C．兩個(gè)核反響都沒有質(zhì)量虧損D．氘和氚的核反響是核聚變反響解析：選AD核反響方程遵守核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，那么由eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV知X為eq\o\al(1,0)n，由X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV知Y為eq\o\al(6,3)Li，其中Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)也是3，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。兩個(gè)核反響都釋放出核能，故都有質(zhì)量虧損，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV是原子核的人工轉(zhuǎn)變，eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n＋17.6MeV為輕核聚變，選項(xiàng)D正確。2．氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放出巨大的能量，該反響方程為：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋x，式中x是某種粒子。：eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H、eq\o\al(4,2)He和粒子x的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u＝eq\f(931.5MeV,c2)，c是真空中的光速。由上述反響方程和數(shù)據(jù)可知，粒子x是________，該反響釋放出的能量為________MeV(結(jié)果保存3位有效數(shù)字)。解析：依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得x是eq\o\al(1,0)n(中子)。核反響中的質(zhì)量虧損為Δm＝(2.0141u＋3.0161u－4.0026u－1.0087u)＝0.0189u，所以該反響釋放出的能量為ΔE＝Δm·c2＝17.6MeV。答案：eq\o\al(1,0)n(或中子)新粒子的發(fā)覺和夸克模型1．新粒子的發(fā)覺及特點(diǎn)發(fā)覺時(shí)間1932年1937年1947年20世紀(jì)60年月后新粒子反粒子μ子K介子與π介子超子根本特點(diǎn)質(zhì)量與相對(duì)應(yīng)的粒子相同而電荷及其他一些物理性質(zhì)相反比質(zhì)子的質(zhì)量小質(zhì)量介于電子與核子之間其質(zhì)量比質(zhì)子大2．粒子的分類分類參加的相互作用發(fā)覺的粒子備注強(qiáng)子參加強(qiáng)相互作用質(zhì)子、中子、介子、超子強(qiáng)子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由“夸克〞構(gòu)成；強(qiáng)子又可分為介子和重子輕子不參加強(qiáng)相互作用電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子未發(fā)覺內(nèi)部結(jié)構(gòu)媒介子傳遞各種相互作用光子、中間玻色子、膠子光子、中間玻色子、膠子分別傳遞電磁、弱、強(qiáng)相互作用3．夸克模型(1)夸克的提出：1964年物理學(xué)家蓋爾曼提出了強(qiáng)子的夸克模型，認(rèn)為強(qiáng)子是由夸克構(gòu)成的。(2)夸克的種類：上夸克(u)、下夸克(d)、奇異夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)和頂夸克(t)。(3)夸克所帶電荷：夸克所帶的電荷量是分?jǐn)?shù)電荷量，即其電荷量為元電荷的－eq\f(1,3)或＋eq\f(2,3)。例如，上夸克帶的電荷量為＋eq\f(2e,3)，下夸克帶的電荷量為－eq\f(e,3)。(4)意義：電子電荷不再是電荷的最小單位，即存在分?jǐn)?shù)電荷。1．依據(jù)宇宙大爆炸的理論，在宇宙形成之初是“粒子家族〞盡顯風(fēng)采的時(shí)期，那么在大爆炸之后最早產(chǎn)生的粒子是()A．夸克、輕子、膠子等粒子B．質(zhì)子和中子等強(qiáng)子C．光子、中微子和電子等輕子D．氫核、氘核、氦核等輕核解析：選A宇宙形成之初產(chǎn)生了夸克、輕子和膠子等粒子，之后又經(jīng)受了質(zhì)子和中子等強(qiáng)子時(shí)代，再之后是自由光子、中微子、電子大量存在的輕子時(shí)代，再之后是中子和質(zhì)子組合成氘核，并形成氦核的核合成時(shí)代，之后電子和質(zhì)子復(fù)合成氫原子，最終形成恒星和星系，因此A正確，B、C、D錯(cuò)誤。2．(多項(xiàng)選擇)π＋介子、π－介子都是由一個(gè)夸克(夸克u或夸克d)和一個(gè)反夸克(反夸克eq\x\to(u)或反夸克eq\x\to(d))組成的，它們的帶電荷量如表所示，表中e為元電荷。粒子π＋π－udeq\x\to(u)eq\x\to(d)帶電荷量＋e－e＋eq\f(2e,3)－eq\f(e,3)－eq\f(2e,3)＋eq\f(e,3)以下說法正確的選項(xiàng)是()A．π＋由u和eq\x\to(d)組成 B．π＋由d和eq\x\to(u)組成C．π－由u和eq\x\to(d)組成 D．π－由d和eq\x\to(u)組成解析：選AD因π＋介子帶有＋e的電荷量，且是由一個(gè)夸克和一個(gè)反夸克組成的，那么夸克u帶＋eq\f(2,3)e和反夸克eq\x\to(d)帶＋eq\f(1,3)e合成電荷量為＋e，那么π＋介子就是由夸克u和反夸克eq\x\to(d)組成的；同理，π－介子由夸克d和反夸克eq\x\to(u)組成，所以A、D正確。3．在β衰變中常伴有一種稱為“中微子〞的粒子放出。中微子的性質(zhì)特別特殊，因此在試驗(yàn)中很難探測(cè)。1953年，萊尼斯和柯文建筑了一個(gè)由大水槽和探測(cè)器組成的試驗(yàn)系統(tǒng)，利用中微子與水中eq\o\al(1,1)H的核反響，間接地證明了中微子的存在。(1)中微子與水中的eq\o\al(1,1)H發(fā)生核反響，產(chǎn)生中子(eq\o\al(1,0)n)和正電子(eq\o\al(0,1)e)，即：中微子＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(0,1)e，可以判定中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是________。(填寫選項(xiàng)前的字母)A．0和0B．0和1C．1和0 D．1和1(2)上述核反響產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子(γ)，即eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(0,－1)e→×10－31kg，反響中產(chǎn)生的每個(gè)光子的能量約為________J。正電子與電子相遇不行能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)光子，緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)發(fā)生核反響前后，粒子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均不變，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都是0，選項(xiàng)A正確。(2)產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損。兩個(gè)電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱?，那么E＝Δmc2，故一個(gè)光子的能量為eq\f(E,2)，代入數(shù)據(jù)得eq\f(E,2)×10－14J。正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動(dòng)量為零，故只有產(chǎn)生2個(gè)光子，此過程才遵循動(dòng)量守恒定律。答案：見解析1．關(guān)于粒子，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．電子、質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不行再分的最根本的粒子B．強(qiáng)子都是帶電的粒子C．夸克模型是探究三大類粒子結(jié)構(gòu)的理論D．夸克模型說明電子不再是電荷的最小單位解析：選D由于質(zhì)子、中子是由不同夸克組成的，它們不是最根本的粒子，不同夸克構(gòu)成強(qiáng)子，有的強(qiáng)子帶電，有的強(qiáng)子不帶電，故A、B錯(cuò)誤；夸克模型是討論強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的理論，不同夸克帶電不同，分別為＋eq\f(2,3)e和－eq\f(1,3)e，說明電子電荷不再是電荷的最小單位，故C錯(cuò)誤，D正確。2．20世紀(jì)30年月以來，人們?cè)趯?duì)宇宙射線的討論中，間續(xù)發(fā)覺了一些新的粒子，K介子和π介子就是科學(xué)家在1947年發(fā)覺的。K－介子的衰變方程為K－→π0＋π－，其中K－介子和π－介子帶負(fù)電，電荷量等于元電荷的電荷量，π0介子不帶電。如下圖，一個(gè)K－介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其軌跡為圖中的圓弧虛線，K－介子衰變后，π0介子和π－介子的軌跡可能是()解析：選Aπ0介子不帶電，在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，π－介子帶負(fù)電，在磁場(chǎng)中洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，再依據(jù)動(dòng)量守恒判定知A正確。3．(多項(xiàng)選擇)關(guān)于輕核聚變，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．兩個(gè)輕核聚變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核時(shí)要汲取能量B．同樣質(zhì)量的物質(zhì)發(fā)生聚變時(shí)放出的能量比同樣質(zhì)量的物質(zhì)裂變時(shí)釋放的能量大很多C．聚變反響的條件是聚變物質(zhì)的體積到達(dá)臨界體積D．發(fā)生聚變反響時(shí)的原子核必需有足夠大的動(dòng)能解析：選BD依據(jù)比結(jié)合能圖線可知，聚變后比結(jié)合能增加，因此聚變反響中會(huì)釋放能量，故A錯(cuò)誤；聚變反響中平均每個(gè)核子放出的能量比裂變反響中每個(gè)核子放出的能量大3～4倍，故B正確；裂變反響的條件是裂變物質(zhì)的體積到達(dá)臨界體積，而聚變反響時(shí)，要使輕核之間的距離到達(dá)10－15m以內(nèi)，這需要原子核有很大的動(dòng)能才可以實(shí)現(xiàn)聚變反響，故C錯(cuò)誤，D正確。4．(多項(xiàng)選擇)以下說法正確的選項(xiàng)是()A.eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(4,2)He是α衰變方程B.eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋γ是核聚變反響方程C.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是核裂變反響方程D.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程解析：選BD衰變是在沒有粒子轟擊的狀況下，原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子的反響，eq\o\al(15,7)N在質(zhì)子的轟擊下發(fā)生的核反響屬于人工轉(zhuǎn)變，A錯(cuò)；eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋γ是兩個(gè)質(zhì)量較輕的核結(jié)合成了質(zhì)量較重的核，是核聚變反響，B對(duì)；eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是α衰變，裂變必需形成兩個(gè)中等質(zhì)量的核，C錯(cuò)；用α粒子去轟擊原子核，產(chǎn)生新原子核并放出一個(gè)粒子，這是原子核的人工轉(zhuǎn)變，D對(duì)。5．(多項(xiàng)選擇)以下關(guān)于聚變的說法中，正確的選項(xiàng)是()A．要使聚變產(chǎn)生，必需克服核力做功B．輕核聚變需要幾百萬開爾文的高溫，因此聚變又叫做熱核反響C．原子彈爆炸能產(chǎn)生幾百萬開爾文的高溫，所以氫彈利用原子彈引發(fā)熱核反響D．太陽和很多恒星內(nèi)部都在劇烈地進(jìn)行著熱核反響解析：選BCD輕核聚變時(shí)，要使輕核之間距離到達(dá)10－15m，所以必需克服庫侖斥力做功，到達(dá)核力作用的范圍，A錯(cuò)誤；原子核必需有足夠的動(dòng)能，才能使它們接近到核力能發(fā)生作用的范圍，試驗(yàn)證明，原子核必需處在幾百萬開爾文的高溫下才有這樣的能量，這樣高的溫度通常利用原子彈爆炸獲得，故B、C正確；在太陽和其他恒星內(nèi)部都存在著熱核反響，D正確。6．恒星向外輻射的能量來自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反響，當(dāng)溫度到達(dá)108K時(shí)，可以發(fā)生“氦燃燒〞。(1)完成“氦燃燒〞的核反響方程：eq\o\al(4,2)He＋________→eq\o\al(8,4)Be＋γ。(2)eq\o\al(8,4)×10－16s?？隙ㄙ|(zhì)量的eq\o\al(8,4)×10－16s后所剩eq\o\al(8,4)Be占開頭時(shí)的________。解析：(1)依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(8,4)Be＋γ。(2)經(jīng)受半衰期的次數(shù)n＝eq\f(t,τ)＝eq\×10－16,×10－16)＝3，故剩余的占開頭時(shí)的eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))3＝eq\f(1,8)。答案：(1)eq\o\al(4,2)He(或α)(2)eq\f(1,8)(或12.5%)7．正電子是電子的反粒子，它跟一般電子的電量相等，而電性相反，科學(xué)家設(shè)想在宇宙的某些局部可能存在完全由反粒子構(gòu)成的物質(zhì)——反物質(zhì)。1997年初和年底，歐洲和的科學(xué)討論機(jī)構(gòu)先后宣布：他們分別制造出9個(gè)和7個(gè)反氫原子，這是人類探究反物質(zhì)的一大進(jìn)步。你推想反氫原子的結(jié)構(gòu)是()A．由一個(gè)帶正電荷的質(zhì)子與一個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成B．由一個(gè)帶負(fù)電荷的質(zhì)子與一個(gè)帶正電荷的電子構(gòu)成C．由一個(gè)不帶電的中子與一個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成D．由一個(gè)帶負(fù)電荷的質(zhì)子與一個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成解析：選B反氫原子的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是反質(zhì)子與反電子組成，即一個(gè)帶負(fù)電荷的質(zhì)子與一個(gè)帶正電荷的電子構(gòu)成。8．如下一系列核反響是恒星內(nèi)部發(fā)生的。p＋eq\o\al(12,6)C→eq\o\al(