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.

(1)寫出兩個氘核聚變成He的核反應(yīng)方程.

(2)計算上述核反應(yīng)中釋放的核能.

(3)若兩氘核以相等的動能0.35MeV做對心碰撞即可發(fā)生上述核反應(yīng)，且釋放的核能

全部轉(zhuǎn)化為機械能，則反應(yīng)中生成的He核和中子的動能各是多少?

Answer 1

答案：
解析：

【解析】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： Δm＝2.0136u×2－（3.0150＋1.0087）u ＝0.0035u 所以釋放的核能為 ΔE＝Δmc2＝931.5×0.0035MeV＝3.26MeV. 因為該反應(yīng)中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機械能——即轉(zhuǎn)化為He核和中子的動能. 若設(shè)He核和中子的質(zhì)量分別為m1、m2，速度分別為v1、v2，則由動量守恒及能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，得 m1v1－m2v2＝0 Ek1＋Ek2＝2Ek0＋ΔE 解方程組，可得： Ek1＝（2Ek0＋ΔE） ＝×（2×0.35＋3.26）MeV ＝0.99MeV， Ek2＝（2Ek0＋ΔE） ＝×（2×0.35＋3.26）MeV ＝2.97MeV.

提示：

【說明】本題是一個綜合性的題目，它涉及到核反應(yīng)方程的書寫、核能的計算、動量守恒定律和能量守恒定律等內(nèi)容，另外此類題目計算繁雜，單位換算也較多，運算過程應(yīng)細(xì)心謹(jǐn)慎. 【設(shè)計意圖】通過本例說明綜合應(yīng)用質(zhì)量方程及有關(guān)的力學(xué)規(guī)律分析計算原子核反應(yīng)過程中的核能的方法.