Question

天文學(xué)家測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種：一是在宇宙誕生3分鐘左右后生成的；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) 把核聚變反應(yīng)簡化為4 個(gè)氫核聚變成氦核同時(shí)放出2個(gè)正電子和2個(gè)中微子，請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=3.8×10¹⁷s，每秒鐘銀河系產(chǎn)生的能量約為1×10³⁷J（即P=1×10³⁷J/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，對銀河系中氦的主要生成途徑作出判斷．（可能用到的數(shù)據(jù)：銀河系質(zhì)量約為M=3×10⁴¹kg，原子質(zhì)量單位1 u =1. 66×10 ^-27kg，1u相當(dāng)于1.5×10^-10J的能量，電子質(zhì)量m_e=0. 0005u，氦核質(zhì)量m_α=4.0026u，氫核質(zhì)量m_p=1. 0078u，中微子ν_e質(zhì)量為零）

Answer 1

解:(1)4H→He+2e+2e
△m=4m_p-m_α-2m_e
△E=△mc²=4.14×10^-12J

氦的含量    
(3)由估算結(jié)果可知k=2%，遠(yuǎn)小于25%的實(shí)際值，所以銀河系中的氦主要是宇宙誕生后不久生成的．