Question

兩個(gè)氘核聚變產(chǎn)生一個(gè)中子和一個(gè)氦核。已知氘核質(zhì)量為2. 0136u ，氦核質(zhì)量為3.0150u ，中子的質(zhì)量為1.0087u 。   
(1) 寫出聚變方程，求出釋放能量（1u 相當(dāng)于931.5MeV ）。   
(2) 若反應(yīng)前兩氘核的動(dòng)能均為0.35MeV ，正面相碰發(fā)生反應(yīng)，且反應(yīng)中釋放的結(jié)合能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，則反應(yīng)后氦核和中子的動(dòng)能各為多大？

Answer 1

解：(1)核反應(yīng)方程為    反應(yīng)中質(zhì)量虧損為   
△m=(2m_H-m_He-m_n)    =2×2. 0136u-3. 0150u-1. 0087u =0. 0035u
所以釋放能量為△E=0.0035×931.5 MeV=3.26 MeV
 (2)設(shè)反應(yīng)中生成的中子和氦核的速度分別為v_u、v_He，
由反應(yīng)中動(dòng)量守恒和能量守恒知0=m_nv_n+m_Hev_He     ①
    ②
式中E_kH=0. 35 MeV為反應(yīng)前每個(gè)氘核的動(dòng)能，
由①式得中子和氦核的速度大小之比為
則它們的動(dòng)能之比為
所以