問答題
【計算題】
輕原子核(如氫及其同位素氘、氚的原子核)結(jié)合成為較重原子核的過程,叫做核聚變。核聚變過程可以釋放出大量能量。例如,四個氫原子核(質(zhì)子)結(jié)合成一個氦原子核(α粒子)時,可釋放出28MeV的能量。這類核聚變就是太陽發(fā)光、發(fā)熱的能量來源。如果我們能在地球上實現(xiàn)核聚變,就可以得到非常豐富的能源。實現(xiàn)核聚變的困難在于原子核都帶正電,互相排斥,在一般情況下不能互相靠近而發(fā)生結(jié)合。只有在溫度非常高時,熱運(yùn)動的速度非常大,才能沖破庫侖排斥力的壁壘,碰到一起發(fā)生結(jié)合,這叫做熱核反應(yīng)。根據(jù)統(tǒng)計物理學(xué),絕對溫度為T時,粒子的平均平動動能為
式中K=1.38×10-23J/K叫做玻耳茲曼常量。已知質(zhì)子質(zhì)量mp=1.67×10-27kg,電荷e=1.6×10-19C,半徑的數(shù)量級為10-15m。試計算:
(1)一個質(zhì)子以怎樣的動能(以eV表示)才能從很遠(yuǎn)的地方達(dá)到與另一個質(zhì)子接觸的距離?
(2)平均熱運(yùn)動動能達(dá)到此數(shù)值時,溫度(以K表示)需高到多少?