Question

已知氘核質(zhì)量為2.0136u，中子質(zhì)量為1.0087u，He核的質(zhì)量為3.0150u。

⑴寫出兩個(gè)氘核聚變成He的核反應(yīng)方程；

⑵計(jì)算上述核反應(yīng)中釋放的核能；

⑶若兩氘核以相等的動(dòng)能0.35MeV做對(duì)心碰撞即可發(fā)生上述核反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則反應(yīng)中生成的 He核和中子的動(dòng)能各是多少？

 

Answer 1

【答案】

應(yīng)用質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒不難寫出核反應(yīng)方程為：H+H→He+n

由題給條件可求出質(zhì)量虧損為：

△m=2.0136u×2－（3.0150+1.0087）u=0.0035u

所以釋放的核能為

△E=△mc²=931.5×0.0035MeV=3.26 MeV。

因?yàn)樵摲磻?yīng)中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能——即轉(zhuǎn)化為He核和中子的動(dòng)能。

若設(shè)He核和中子的質(zhì)量分別為m₁、m₂，速度分別為υ₁、υ₂，

則由動(dòng)量守恒及能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，得m₁υ₁－m₂υ₂=0

Ek₁+ Ek₂=2 Ek₀+△E

解方程組，可得：

Ek₁=（2Ek₀+△E）=×（2×0.35+3.26）MeV=0.99 MeV，

Ek₂=（2Ek₀+△E）=×（2×0.35+3.26）MeV=2.97 MeV。

【解析】略