天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两条:一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的;二是在宇宙演化到恒星诞生后,由恒星内的氢核聚变反应生成的.
(1)把氢核聚变反应简化为4个氢核(
)聚变成氦核(
),同时放出2个正电子(
)和2个中微子(ν0),请写出该氢核聚变反应的方程,并计算一次反应释放的能量.
(2)研究表明,银河系的年龄约为t=3.8×1017 s,每秒钟银河系产生的能量约为1×1037 J(即P=1×1037 J/s).现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应,试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字).
(3)根据你的估算结果,对银河系中氦的主要生成途径作出判断.
(可能用到的数据:银河系质量约为M=3×1041 kg,原子质量单位1 u=1.66×10-27 kg,1 u 相当于1.5×10-10 J的能量,电子质量me=0.000 5 u,氦核质量mα=4.002 6 u,氢核质量mp=1.007 8 u,中微子νe质量为零)
→
+2νe
6.1×1039 kg
≈2%.