Question

【選修3-5選做題】
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(xiě)出兩個(gè)氘核聚變成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

解：（1）應(yīng)用質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒不難寫(xiě)出核反應(yīng)方程為：H+H→He+n
（2）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
（3）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
E_k1+ E_k2=2E_k0+△E
解方程組，可得：E_k1=（2E_k0+△E）=×（2×0.35+3.26）MeV=0.99 MeV
E_k2=（2E_k0+△E）=×（2×0.35+3.26）MeV=2.97 MeV