以下是一個關於聚變反應核心—原子結合能的物理問題範例

9 個關於聚變反應和原子結合能的核子物理問題範例

1. 觀察下列核融合反應：
₁H² + ₁H³ → ₂He⁴ + ₀n¹ + E
如果質量 ₁H² = 2,014 amu，質量 ₁H³ = 3,016 amu，α粒子的質量 = 4,0026 amu，中子的質量 = 1,0084 amu，那麼產生的能量是…（1 amu 等於 931 MeV）
A. 18,62 MeV
B. 17,69 MeV
C. 16,76 MeV
D. 15,73 MeV
E. 14,89 MeV
彭巴哈桑
反應物和生成物的質量：
反應物質量（m）_反應物) = 2,014 SMA + 3,016 SMA = 5,03 SMA
產品品質（m）_produk) = 4,0026 SMA + 1,0084 SMA = 5,011 SMA
反應過程中損失的品質：
Δm = m_反應物 - m_produk
Δm = 5,03 SMA – 5,011 SMA
Δm = 0,019 sma
聚變反應中損失的質量為 0,019 amu。
1 amu 相當於 931 MeV 的能量。 0,019 amu 相當於 0,019 × 931 MeV = 17,689 MeV = 17,69 MeV。
正確答案是 B。

2. 注意下列核反應！
₆C¹³ + ₁H² → ₆C¹⁴ + ₁H¹ +能量
如果已知原子核的質量：
₆C¹³ = 13,0033 sma
₁H² = 2,0141 sma
₆C¹⁴ = 14,0030 sma
₁H¹ = 1,0078 sma
如果 1 amu 的質量相當於 931 MeV 的能量，那麼核反應中產生的能量是…
A. 5.5860 MeV
B. 6.1446 MeV
C. 6.1412 MeV
D. 6.2320 MeV
E. 6.2377 MeV
彭巴哈桑
反應物和生成物的質量：
反應物質量（m）_反應物) = 13,0033 SMA + 2,0141 SMA = 15,0174 SMA
產品品質（m）_produk) = 14,0030 SMA + 1,0078 SMA = 15,0108 SMA
反應過程中損失的品質：
Δm = 反應物 – m產物
Δm = 15,0174 SMA – 15,0108 SMA
Δm = 0,0066 sma
核反應中損失的質量為 0,0066 amu。
1 amu 相當於 931 MeV 的能量。 0,0066 amu 相當於 0,0066 × 931 MeV = 6,1446 MeV 的能量。
正確答案是 B。

3. 注意以下聚變反應！
已知：
質量 ₁H¹ = 1,0078 sma
質量 ₁d² = 2,01410 sma
質量 = 0,00055 amu
1 amu = 931 MeV
聚變反應中產生的能量 E 的值為…

A. 0,44 MeV
B. 0,88 MeV
C. 0,98 MeV
D. 1,02 MeV
E. 1,47 MeV

彭巴哈桑

反應物和產物的質量 :
反應物質量（m）_反應物) = 1,0078 SMA + 1,0078 SMA = 2,0156 SMA
產品品質（m）_produk) = 2,01410 SMA + 0,00055 SMA = 2,01465 SMA
反應過程中損失的質量 :
Δm = m_反應物 - m_produk
Δm = 2,01560 SMA – 2,01465 SMA
Δm = 0,00095 sma
聚變反應中損失的質量為 0,00095 amu。

1 個 SMA 等於 ENERGI 高達 931 MeV。 0,00095 amu 相當於 0,00095 × 931 MeV = 0,88445 MeV 的能量。
正確答案是 B。

備註：
原子質量單位 (Amu)
MeV = 兆電子伏特（能量單位）。

4. 4Be9_的核質量為^{9,0121 amu，質子質量為 1,0078 amu，中子質量為 1,0086 amu 。}如果 1 amu 相當於 931 MeV 的能量，那麼4Be9_原子的結合能為…

A. 51,39 MeV
B. 57,82 MeV
C. 62,10 MeV
D. 90,12 MeV
E. 90,74 MeV

彭巴哈桑
原子的質量並不等於構成該原子的質子、中子和電子質量的總和。當質子、中子和電子反應形成原子時，所得原子的質量小於構成該原子的質子、中子和電子質量總和。這是因為原子在形成過程中損失了一些質量。損失的質量相當於原子形成過程中釋放的能量。反之，要將原子分解，使構成原子的質子、中子和電子彼此分離，也需要消耗與原子形成過程中釋放的能量相等的能量。 原子結合能.

已知 :
質子數 = 4
中子數 = 9 – 4 = 5
核心品質 ₄Be⁹ = 9,0121 sma
質子質量 = 1,0078 amu
中子質量 = 1,0086 amu
1 amu 相當於 931 MeV 的能量
問 原子結合能 ₄Be⁹
Jawab :

質子和中子的質量 :
所有質子的質量 = 4 × 1,0078 amu = 4,0312 amu
所有中子的質量 = 5 × 1,0086 amu = 5,043 amu  
質子和中子的質量 = 4,0312 amu + 5,043 amu = 9,0742 amu
大量失蹤 :
質子和中子的質量 – 原子核的質量 = 9,0742 amu – 9,0121 amu = 0,0621 amu
釋放的能量 = 原子結合能 :
0,0621 amu × 931 MeV = 57,82 MeV
正確答案是 B。

說明：sma = 原子質量單位，sMeV = 兆電子伏特（能量單位）

5.鈾_-238原子核的質量^為238,0508 amu。質子質量(m_{_p} )為1,0078 amu。中子質量(m _{_n )為1.0086 amu。 (1 amu = 931 MeV)} ^{，則鈾-238}原子_的結合能為…

A. 9271,76 MeV
B. 2830,50 MeV
C. 2399,73 MeV
D. 1922,24 MeV
E. 1789,75 MeV

彭巴哈桑
已知 :
質子數 = 92
中子數 = 238 – 92 = 146
核心質量 = 238,0508 amu
質子質量 = 1,0078 amu
中子質量 = 1.0086 amu
問 原子結合能 ₄Be⁹
Jawab :
質子和中子的質量 :
所有質子的質量 = 92 × 1,0078 amu = 92,7176 amu
所有中子的質量 = 146 × 1,0086 amu = 147,2556 amu 
質子和中子的質量 = 92,7176 amu + 147,2556 amu = 239,9732 sma
大量失蹤 :
質子和中子的質量 – 原子核的質量 = 239,9732 amu – 238,0508 amu = 1,9224 amu
釋放的能量 = 原子結合能 :
1,9224 amu × 931 MeV = 1789,75 MeV
正確答案是 E。

6. 放射性同位素對生命的益處包括：
（1）作為管線洩漏的示蹤劑
（2）作為手術器械的替代品
（3）食品防腐劑
（4）快速加熱食物
正確的說法是…
A. (1)、(2) 和 (3)
B. (1)、(2) 和 (4)
C. (2)、(3) 和 (4)
D. (1) 和 (3)
E.（2）和（4）
彭巴哈桑
正確答案是D。

7. 以下陳述：
（1）放射治療
（2）測定土壤含水量
（3）作為示踪劑
（4）確定化石的年齡
放射性同位素在醫療衛生領域的應用…
A. (1)、(2)、(3) 和 (4)
B. (1)、(2) 和 (3)
C. (1) 和 (3)
D. (2) 和 (4)
E. (4)
彭巴哈桑
正確答案是C。

8. 放射性同位素碳-14可用於…
A. 檢測甲狀腺功能
B. 了解心臟工作的有效性
C. 殺死癌細胞
D. 檢測陶瓷仿冒品
E. 確定化石的年齡
彭巴哈桑
正確答案是 E。

9. 人類使用放射性同位素碘-131的用途是…
A. 檢測甲狀腺
B. 檢測骨骼疾病
C. 殺死癌細胞
D. 確定化石的年齡
E. 在不損壞材料的情況下進行檢查
彭巴哈桑
正確答案是 A。

問題來源：

高中/職業高中國家考試物理試題