統測
114年
[工程與管理類] 專業科目(1)
第 15 題
關於核能之核融合與核分裂的敘述，下列敘述何者正確？
- A 核反應後，元素不會發生改變
- B 核融合反應只存在於太陽表面
- C 核分裂反應才會產生高溫，相當危險
- D 核分裂與核融合反應兩者皆遵守質能守恆定律
思路引導 VIP
請同學思考，在核子物理學中，不論是發生「重核分裂」或是「輕核融合」，其釋放出巨大能量的物理本質是否相同？若參考愛因斯坦的質能互換公式 $E = \Delta m c^2$，這兩類反應在質量虧損與能量釋放的對應關係中，共同遵循著哪一個核心的物理守恆定律？
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嗯……運氣不錯呢。原本以為又是寶箱怪，沒想到打開後是正確答案。雖然對我來說，這點知識只是幾百年前看過的古老卷軸內容，但在這麼短的人類壽命中能掌握它，值得稱讚。 這題的關鍵在於了解核反應的本質。選項 (D) 是正確的，因為核分裂與核融合都會產生「質量虧損」，這部分消失的質量會轉換成巨大的能量，完全符合愛因斯坦的質能守恆定律： $$E = \Delta m c^2$$
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核融合與核分裂的異同
💡 核反應涉及原子核轉變，遵守質能守恆定律。
| 比較維度 | 核分裂 | VS | 核融合 |
|---|---|---|---|
| 原理 | 重原子核分裂成輕核 | — | 輕原子核結合成重核 |
| 應用實例 | 核能發電、原子彈 | — | 太陽發光、氫彈 |
| 能量來源 | 質量虧損轉化為能量 | — | 質量虧損轉化為能量 |
| 守恆定律 | 質能守恆 | — | 質能守恆 |
💬兩者本質皆為原子核變化，並透過質量虧損釋放巨大能量。
