天文學(xué)家測(cè)得銀河系中氦的含量約為25%.有關(guān)研究表明,宇宙中氦生成的途徑有兩條:一是在宇宙誕生后3分鐘左右生成的;二是在宇宙演化到恒星誕生后,由恒星內(nèi)部的氫核聚變反應(yīng)生成的.
(1)把氫核聚變反應(yīng)就簡(jiǎn)化為4個(gè)氫核(
)聚變成氦核(
He),同時(shí)放出2個(gè)正電子(
e)和2個(gè)中微子(V
e),請(qǐng)寫出該氫核聚變反應(yīng)的方程,并計(jì)算一次反應(yīng)釋放的能量.
(2)研究表明,銀河系的年齡約為t=3.8×10
17s,每秒鐘銀河系產(chǎn)生的能量約為1×10
37J(即P=1×10
37J/s).現(xiàn)假定該能量全部來自上述氫核聚變反應(yīng),試估算銀河系中氦的含量(最后結(jié)果保留一位有效數(shù)字).
(3)根據(jù)你的估算結(jié)果,對(duì)銀河系中氦的主要生成途徑做出判斷.
(可能用到數(shù)據(jù):銀河系質(zhì)量約為M=3×10
41kg,原子質(zhì)量單位1u=1.66×10
-27kg,1u相當(dāng)于1.5×10
-10J的能量,電子質(zhì)量m=0.0005u,氦核質(zhì)量m
a=4.0026u,氫和質(zhì)量m
p=1.0078u,中微子v
e質(zhì)量為零).