Question

已知氘核質(zhì)量為2.0136u，中子質(zhì)量為1.0087u，

3 2

He核的質(zhì)量為3.0150u，（1u相當(dāng)于931.5MeV的能量）
（1）寫(xiě)出兩個(gè)氘核聚變成

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He的核反應(yīng)方程．
（2）計(jì)算上述核反應(yīng)中釋放的核能．
（3）若兩個(gè)氘核以相等的大小為0.35MeV的動(dòng)能做對(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

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He核的動(dòng)能是多少？

Answer 1

分析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程．
先求出核反應(yīng)中質(zhì)量虧損，再由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，求出核反應(yīng)中釋放的核能；
兩氘核對(duì)心碰撞過(guò)程，遵守動(dòng)量守恒和能量守恒根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒列方程求解．

解答：解：（1）由質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，寫(xiě)出核反應(yīng)方程為：

2 1

H+

2 1

H→

3 2

He+

1 0

n
（2）反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量減少了：
△m=2×2.0136u-1.0087u-3.0150u=0.0035u
反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能△E=0.0035×931.5MeV=3.26MeV
（3）設(shè)

1 0

n核和

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He的動(dòng)量分別為P₁和P₂，由動(dòng)量守恒定律得：O=P₁+P₂
由此得P₁和P₂大小相等
由動(dòng)能和動(dòng)量關(guān)系E=

P2

2m

及

3 2

He核和

1 0

n質(zhì)量關(guān)系
得：中子的動(dòng)能E₁是

3 2

He核動(dòng)能E₂的3倍　　即E₁：E₂=3：1
由能量守恒定律得：E₁+E₂=△E+2×0.35
由以上可以算出：E₂=0.99MeV
答：（1）核反應(yīng)方程為：

2 1

H+

2 1

H→

3 2

He+

1 0

n．
（2）上述核反應(yīng)中釋放的核能為3.26MeV．
（3）反應(yīng)中生成的

3 2

He核的動(dòng)能是0.99MeV．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于核反應(yīng)書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程，要抓住微觀(guān)粒子的碰撞，相當(dāng)于彈性碰撞，遵守兩大守恒：動(dòng)量守恒和能量守恒．