Question

天文學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)簡化為4個氫核聚變成氦核同時放出2個正電子和2個中微子，請寫出該氫核聚變反應(yīng)的方程，并計算一次反應(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=1×10³⁷ J/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^-27 kg，1 u相當于1.5×10^-10 J的能量，電子質(zhì)量m_e=0.000 5 u，氦核質(zhì)量m_α=4.002 6 u，氫核質(zhì)量m_p=1.007 8 u，中微子v_e質(zhì)量為零．）

Answer 1

解：(1)
△m=4m_p-m_α-2m_e
△E=△mc²=4.14×10^-12 J
(2)
即氦的含量
(3)由估算結(jié)果可知，k=2%遠小于25%的實際值，所以銀河系中的氦主要是宇宙誕生后不久生成的