12．核聚變能以氘.氚等為燃料.具有安全.潔凈.資源無限三大優(yōu)點(diǎn).是最終解決人類能源危機(jī)的最有效手段. 【查看更多】

 

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（14分）核聚變能以氘、氚等為燃料，具有安全、潔凈、資源無限三大優(yōu)點(diǎn)，是最終解決人類能源危機(jī)的最有效手段。

（1）兩個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)，要放出某種粒子，同時(shí)釋放出能量，寫出核反應(yīng)的方程。若氘核的質(zhì)量為m1, 氦核的質(zhì)量為m2，所放出粒子的質(zhì)量為m3，求這個(gè)核反應(yīng)中釋放出的能量為多少？

（2）要使兩個(gè)氘核能夠發(fā)生聚變反應(yīng)，必須使它們以巨大的速度沖破庫侖斥力而碰到一起，已知當(dāng)兩個(gè)氘核恰好能夠彼此接觸發(fā)生聚變時(shí)，它們的電勢能為（其中e為氘核的電量，R為氘核半徑，為介電常數(shù),均為已知），則兩個(gè)相距較遠(yuǎn)（可認(rèn)為電勢能為零）的等速氘核，至少具有多大的速度才能在相向運(yùn)動(dòng)后碰在一起而發(fā)生聚變？

（3）當(dāng)將氘核加熱成幾百萬度的等離子狀態(tài)時(shí)就可以使其獲得所需速度。有一種用磁場來“約束”高溫等離子體的裝置叫做“托卡馬克”，如圖所示為其“約束”原理圖：兩個(gè)同心圓的半徑分別為r1和r2，等離子體只在半徑為r1的圓形區(qū)域內(nèi)反應(yīng)，兩圓之間的環(huán)形區(qū)內(nèi)存在著垂直于截面的勻強(qiáng)磁場。為保證速率為v的氘核從反應(yīng)區(qū)進(jìn)入磁場后不能從磁場區(qū)域的外邊界射出，所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為多少？（不考慮速度大小對氘核質(zhì)量的影響）

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核聚變能以氘、氚等為燃料，具有安全、潔凈、儲量豐富三大優(yōu)點(diǎn)，是最終解決人類能源危機(jī)的最有效手段．
（1）兩個(gè)氘核
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H結(jié)合成一個(gè)氦核
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He時(shí)，要放出某種粒子，同時(shí)釋放出能量，寫出核反應(yīng)的方程．若氘核的質(zhì)量為m1，氦核的質(zhì)量為m2，所放出粒子的質(zhì)量為m3，求這個(gè)核反應(yīng)中釋放出的能量為多少？
（2）要使兩個(gè)氘核能夠發(fā)生聚變反應(yīng)，必須使它們以巨大的速度沖破庫侖斥力而碰到一起，已知當(dāng)兩個(gè)氘核恰好能夠彼此接觸發(fā)生聚變時(shí)，它們的電勢能為
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（其中e為氘核的電量，R為氘核半徑，ε0為介電常數(shù)，均為已知），則兩個(gè)相距較遠(yuǎn)（可認(rèn)為電勢能為零）的等速氘核，至少具有多大的速度才能在相向運(yùn)動(dòng)后碰在一起而發(fā)生聚變？
（3）當(dāng)將氘核加熱成幾百萬度的等離子狀態(tài)時(shí)就可以使其獲得所需速度．有一種用磁場來“約束”高溫等離子體的裝置叫做“托卡馬克”，如圖所示為其“約束”原理圖：兩個(gè)同心圓的半徑分別為r1和r2，等離子體只在半徑為r1的圓形區(qū)域內(nèi)反應(yīng)，兩圓之間的環(huán)形區(qū)內(nèi)存在著垂直于截面的勻強(qiáng)磁場．為保證速率為v的氘核從反應(yīng)區(qū)進(jìn)入磁場后不能從磁場區(qū)域的外邊界射出，所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為多少？（不考慮速度大小對氘核質(zhì)量的影響）
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核聚變能以氘、氚等為燃料，具有安全、潔凈、儲量豐富三大優(yōu)點(diǎn)，是最終解決人類能源危機(jī)的最有效手段．
（1）兩個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)，要放出某種粒子，同時(shí)釋放出能量，寫出核反應(yīng)的方程．若氘核的質(zhì)量為m1，氦核的質(zhì)量為m2，所放出粒子的質(zhì)量為m3，求這個(gè)核反應(yīng)中釋放出的能量為多少？
（2）要使兩個(gè)氘核能夠發(fā)生聚變反應(yīng)，必須使它們以巨大的速度沖破庫侖斥力而碰到一起，已知當(dāng)兩個(gè)氘核恰好能夠彼此接觸發(fā)生聚變時(shí)，它們的電勢能為（其中e為氘核的電量，R為氘核半徑，ε為介電常數(shù)，均為已知），則兩個(gè)相距較遠(yuǎn)（可認(rèn)為電勢能為零）的等速氘核，至少具有多大的速度才能在相向運(yùn)動(dòng)后碰在一起而發(fā)生聚變？
（3）當(dāng)將氘核加熱成幾百萬度的等離子狀態(tài)時(shí)就可以使其獲得所需速度．有一種用磁場來“約束”高溫等離子體的裝置叫做“托卡馬克”，如圖所示為其“約束”原理圖：兩個(gè)同心圓的半徑分別為r1和r2，等離子體只在半徑為r1的圓形區(qū)域內(nèi)反應(yīng)，兩圓之間的環(huán)形區(qū)內(nèi)存在著垂直于截面的勻強(qiáng)磁場．為保證速率為v的氘核從反應(yīng)區(qū)進(jìn)入磁場后不能從磁場區(qū)域的外邊界射出，所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為多少？（不考慮速度大小對氘核質(zhì)量的影響）

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核聚變能以氘、氚等為燃料，具有安全、潔凈、儲量豐富三大優(yōu)點(diǎn)，是最終解決人類能源危機(jī)的最有效手段．
（1）兩個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)，要放出某種粒子，同時(shí)釋放出能量，寫出核反應(yīng)的方程．若氘核的質(zhì)量為m1，氦核的質(zhì)量為m2，所放出粒子的質(zhì)量為m3，求這個(gè)核反應(yīng)中釋放出的能量為多少？
（2）要使兩個(gè)氘核能夠發(fā)生聚變反應(yīng)，必須使它們以巨大的速度沖破庫侖斥力而碰到一起，已知當(dāng)兩個(gè)氘核恰好能夠彼此接觸發(fā)生聚變時(shí)，它們的電勢能為（其中e為氘核的電量，R為氘核半徑，ε為介電常數(shù)，均為已知），則兩個(gè)相距較遠(yuǎn)（可認(rèn)為電勢能為零）的等速氘核，至少具有多大的速度才能在相向運(yùn)動(dòng)后碰在一起而發(fā)生聚變？
（3）當(dāng)將氘核加熱成幾百萬度的等離子狀態(tài)時(shí)就可以使其獲得所需速度．有一種用磁場來“約束”高溫等離子體的裝置叫做“托卡馬克”，如圖所示為其“約束”原理圖：兩個(gè)同心圓的半徑分別為r1和r2，等離子體只在半徑為r1的圓形區(qū)域內(nèi)反應(yīng)，兩圓之間的環(huán)形區(qū)內(nèi)存在著垂直于截面的勻強(qiáng)磁場．為保證速率為v的氘核從反應(yīng)區(qū)進(jìn)入磁場后不能從磁場區(qū)域的外邊界射出，所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為多少？（不考慮速度大小對氘核質(zhì)量的影響）

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（2009?天津模擬）核聚變能以氘、氚等為燃料，具有安全、潔凈、儲量豐富三大優(yōu)點(diǎn)，是最終解決人類能源危機(jī)的最有效手段．
（1）兩個(gè)氘核
 
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H結(jié)合成一個(gè)氦核
 
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He時(shí)，要放出某種粒子，同時(shí)釋放出能量，寫出核反應(yīng)的方程．若氘核的質(zhì)量為m1，氦核的質(zhì)量為m2，所放出粒子的質(zhì)量為m3，求這個(gè)核反應(yīng)中釋放出的能量為多少？
（2）要使兩個(gè)氘核能夠發(fā)生聚變反應(yīng)，必須使它們以巨大的速度沖破庫侖斥力而碰到一起，已知當(dāng)兩個(gè)氘核恰好能夠彼此接觸發(fā)生聚變時(shí)，它們的電勢能為
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4πε0(2R)
（其中e為氘核的電量，R為氘核半徑，ε0為介電常數(shù)，均為已知），則兩個(gè)相距較遠(yuǎn)（可認(rèn)為電勢能為零）的等速氘核，至少具有多大的速度才能在相向運(yùn)動(dòng)后碰在一起而發(fā)生聚變？
（3）當(dāng)將氘核加熱成幾百萬度的等離子狀態(tài)時(shí)就可以使其獲得所需速度．有一種用磁場來“約束”高溫等離子體的裝置叫做“托卡馬克”，如圖所示為其“約束”原理圖：兩個(gè)同心圓的半徑分別為r1和r2，等離子體只在半徑為r1的圓形區(qū)域內(nèi)反應(yīng)，兩圓之間的環(huán)形區(qū)內(nèi)存在著垂直于截面的勻強(qiáng)磁場．為保證速率為v的氘核從反應(yīng)區(qū)進(jìn)入磁場后不能從磁場區(qū)域的外邊界射出，所加磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為多少？（不考慮速度大小對氘核質(zhì)量的影響）

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