Question

【題目】一個原來靜止的鋰核(Li)俘獲一個速度為7.7×104m/s的中子后，生成一個氚核和一個氦核，已知氚核的速度大小為1.0×103 m/s，方向與中子的運動方向相反．計算結果保留兩位有效數字。

(1)試寫出核反應方程；

(2)求出氦核的速度大小；

(3)若讓一個氘核和一個氚核發生聚變時可產生一個氦核，同時放出一個中子，寫出該核反應方程，并求這個核反應釋放出的能量．(已知氘核質量為mD＝2.014102u，氚核質量為mT＝3.016050u，氦核質量mHe＝4.002603u，中子質量mn＝1.008665u，1u＝1.6606×10－27kg)

Answer 1

【答案】(1) Li＋n→H＋He　(2)2.0×104m/s (3)2.8×10－12J

【解析】試題分析：根據質量數守恒和電荷數書寫核反應方程；根據動量守恒定律求解氦核的速度；求出質量虧損，再根據愛因斯坦質能方程求解核反應釋放出的能量。

（1）核反應方程為：

（2）取中子的運動方向為正方向，由動量守恒定律： ，代入數據解得： 。

（3）質量虧損為：Δm＝mD＋mT－mHe－mn＝(2.014102＋3.016050－4.002603－1.008665) u＝0.018884u≈3.136×10－29kg

根據愛因斯坦質能方程：ΔE＝Δmc2＝3.136×10－29×(3×108)2J≈2.8×10－12J.