Question

5．用中子轟擊鋰核（${\;}_{3}^{6}$Li）發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生氚和核α粒子并虧損了質(zhì)量△m．
（1）寫出核反應(yīng)方程式；
（2）求上述反應(yīng)中的釋放出的核能為多少；
（3）若中子與鋰核是以等大反向的動量相碰，則α粒子和氚的動能之比是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可正確書寫出核反應(yīng)方程．
（2）已知虧損質(zhì)量，依據(jù)△E=△mc²，算出反應(yīng)中的釋放出的核能．
（3）根據(jù)動量守恒方程可正確求解α粒子和氚的動能之比．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得：
${\;}_{3}^{6}Li$+${\;}_{0}^{1}n$→${\;}_{1}^{3}H$+${\;}_{2}^{4}He$
（2）反應(yīng)中的釋放出的核能為：△E=△mc²
（3）設(shè)m₁、m₂、v₁、v₂分別為氦核、氚核的質(zhì)量和速度，取碰撞前中子的速度方向為正，由動量守恒定律得：
0=m₁v₁+m₂v₂
氦核、氚核的動能之比為：E_k1：E_k2=$\frac{（{m}_{1}{v}_{1}）^{2}}{2{m}_{1}}$：$\frac{（{m}_{2}{v}_{2}）^{2}}{2{m}_{2}}$=m₂：m₁=3：4．
答：（1）核反應(yīng)方程式為  ${\;}_{3}^{6}Li$+${\;}_{0}^{1}n$→${\;}_{1}^{3}H$+${\;}_{2}^{4}He$．
（2）上述反應(yīng)中的釋放出的核能為△mc²．
（3）α粒子和氚的動能之比是3：4．

點評 本題的核反應(yīng)與碰撞相似，遵守動量守恒定律和能量守恒定律，書寫核反應(yīng)方程式時要根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒．