题目

题型：河南难度：来源：

如下一系列核反应是在恒星内部发生的，
P+₄¹²C→₇¹²N
    ₇¹²N→₆¹²C+e⁺+v
P+₆¹²C→₇¹⁴N
P+₇¹⁴N→₈¹⁵O
    ₈¹⁵O→₇¹⁵N+e⁺+v
P+₇¹⁵N→₆¹²C+α
其中p为质子，α为α粒子，e⁺为正电子，ν为一种中微子．已知质子的质量为m_p=1.672648×10^-27kg，α粒子的质量为m_α=6.644929×10^-27kg，正电子的质量为m_e=9.11×10^-31kg，中微子的质量可忽略不计，真空中的光速c=3.00×10⁸m/s．试计算该系列核反应完成后释放的能量．

答案

为求出系列反应后释放的能量，将题中所给的诸核反应方程左右两侧分别相加，消去两侧相同的项，系列反应最终等效为：
4p--→α+2e⁺+2ν
设反应后释放的能量为Q，根据质能关系和能量守恒得：4m_pc²=m_αc²+2m_ec²+Q，
代入数值可得：Q=3.95×10^-12J．
故该系列核反应完成后释放的能量为Q=3.95×10^-12J．