核聚变反应能量计算

阿伏伽德罗常数的数值为0.012kg ?C所含碳原子的个数，约为6.022×10?。它是把一定数目的微观粒子与可称量的宏观物质联系起来的一种物理量。

物质的量是表示物质所含微粒数(N)（如：分子，原子等）与阿伏加德罗常数(NA)之比，即

n表示物质的量

N表示原子个数(物质所含微粒数)

物质的量是一个物理量，它表示含有一定数目粒子的集体，符号为n。物质的量的单位为摩尔，简称摩，符号为mol。

规定，1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg?C（碳12）中含有的碳原子数相同

当单位为克时，1mol任何粒子或物质的质量在数值上都与该粒子相对原子质量或相对分子质量相等

单位 物质的量 的物质所具有的 质量 称摩尔质量，用符号M表示。

当物质的量以mol为单位时，摩尔质量的单位为g/mol，在数上等于该物质的原子质量或分子质量。

其中:

m表示质量

n表示物质的量

M表示摩尔质量

N表示原子个数

NA表示阿伏伽德罗常数,一般是6.022*10^23

原子质量单位符号为：u

定义为:等于核素12C的一个中性原子处于基态时静止质量的1/12

NA为阿伏伽德罗常数

E=mc^2

E是能量，单位是焦耳（J）。

m是质量，单位是千克（Kg）。c

是真空中光速(m/s)，c=299792458m/s

1eV = 1.60217656535×10^-19 J

1MeV＝10^6 eV

1J = 6.25*10^12MeV

质子(p)质量1.007277u

中子(n)质量1.008665u

氕(H)质量1.008142u

氘(D)质量2.0136u

氚(T)质量3.0160492u

氦3(He3)质量3.0160293u

氦4(He4)质量4.002602u

He3 + He3 = He4+2p

方程反应损失质量：

3.0160293u + 3.0160293u - 4.002602u - 1.007277u - 1.007277u = 0.0149026u

根据质能方程：

E=mc^2

E能量单位J

m质量单位kg

c=299792458m/s

注意：上面方程中的单位是kg

从前面介绍我们知道：

所以2个He3原子产生的能量是：

换算为Mev:

ps:从查到的资料来看是12.9MeV，囧误差有点大啊

接下来看一下1kg的He3有多少个He原子：

根据前面介绍的，我们可以使用方程：

N=m*NA/M

m是质量

N是原子个数

NA是阿伏伽德罗常数

M是摩尔质量(m为g，等于相对原子质量)

注意这里的m的单位是g

所以：

以计算结果为准1kg的He3聚变释放的能量为：

1.674116 * 10^14J是个什么概念呢？

根据国家统计局2018年5月份数据，5月发电量5443.3亿千瓦时，这就是5月份需要的能量是：

所以5月份大概需要：

全年：

上面是没有计算能量转换损失的，核聚变和核裂变使用的转换不同，核裂变一般是用的沸水堆和压水堆，核聚变可以直接转换为电能，有资料显示转换效率可以达到80%（估计达不到这个转换效率）

看一下现在核裂变的转换效率：

我们就按80%的转换效率算：

也就是说如果是用He3和He3聚变产能，中国一年大概需要175.58吨He3。

计算误差可能比较大，有兴趣的同学可以自己动手算一下。有误差引起的原因包括：

最后附2张相关核聚变方程的图：

He3