Question

（2009?上海模擬）使兩個(gè)氘核發(fā)生聚變，必須使它們之間的距離接近到r₀，接近到核力能夠發(fā)生作用的范圍．溫度很高時(shí)，由氘原子構(gòu)成的物質(zhì)將變?yōu)榈入x子體，已知等離子體熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能為Ek=

3

2

k1T，式中k₁為波爾茲曼常量，T為熱力學(xué)溫度，兩個(gè)氘核之間的電勢(shì)能為Ep=k

e2

r

，k為靜電力常量，r為核之間的距離，則使氘核發(fā)生聚變的溫度至少應(yīng)為（　　）

• A．

  ke2

  k1r0

• B．

  ke2

  3k1r0

• C．

  2ke2

  3k1r0

• D．

  4ke2

  3k1r0

Answer 1

分析：輕核聚變是把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應(yīng)稱聚變反應(yīng)，又稱為熱核反應(yīng)．它需要極大的壓強(qiáng)和極高的溫度．原因是自持的核聚變反應(yīng)必須在極高的壓力和溫度下進(jìn)行．
能夠使氘核接近到r₀，也就是能讓氘核從無(wú)窮遠(yuǎn)（普通的氣體分子間距極大，基本無(wú)庫(kù)侖作用，可認(rèn)為是無(wú)窮遠(yuǎn)，此時(shí)電勢(shì)能為0）移至r₀，這一階段電場(chǎng)力做負(fù)功，由動(dòng)能定理求解．

解答：解：能夠使氘核接近到r₀，也就是能讓氘核從無(wú)窮遠(yuǎn)（普通的氣體分子間距極大，基本無(wú)庫(kù)倫作用，可認(rèn)為是無(wú)窮遠(yuǎn)，此時(shí)電勢(shì)能為0）移至r₀，這一階段電場(chǎng)力做負(fù)功，
由動(dòng)能定理△E_k=W_電=△E_p，
△Ep=

ke2

r0

-0=

ke2

r0

而最小最小當(dāng)氘核接近r₀時(shí)動(dòng)能為0，而這里的兩個(gè)氘核都有動(dòng)能因此
2E_k-0=△E_k=△E_p=

ke2

r0

2×

3

2

k1T=

ke2

r0

則T=

ke2

3k1r0

．故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)題目條件和核聚變內(nèi)容的理解情況，難度較大．只要對(duì)近代原子物理有所了解即可，需要深入理解的東西不是太多．所以要多讀教材，適量做些中低檔題目即可．