Question

（2008?濟(jì)寧一模）钚的同位素離子

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Pu發(fā)生衰變后生成鈾（U）的一個(gè)同位素離子，同時(shí)放出能量為E=0.09MeV的光子．從靜止的钚核中放出的α粒子在垂直通過(guò)正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E=2.22×10⁴ N/C，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=2.00×10^-4 T．（普朗克恒量h=6.63×10^-34 J?s，真空中的光速為c=3×10⁸ m/s，電子電量為e=1.6×10^-19 C）?
（1）寫(xiě)出該核反應(yīng)方程式；?
（2）該光子的波長(zhǎng)為多少；?
（3）求放出的α粒子的速度大�。�?
（4）若不計(jì)光子的動(dòng)量，求出α粒子和鈾核的動(dòng)能之比．

Answer 1

分析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知為α衰變，光子的能量E=hν，λ=c/ν，當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力相等時(shí)，粒子做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)量大小相等，動(dòng)能大小與質(zhì)量成反比．

解答：解：（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知為α衰變，₉₄²³⁹Pu→₉₂²³⁵U+₂⁴He
（2）光子的能量E=hν，λ=c/ν
所以λ=

hc

E

=

6.63×10-34×3×108

0.09×106×1.6×10-19

m?
=1.35×10^-11 m
（3）當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力相等時(shí)，粒子做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以v_α=

E

B

=1.11×10⁷ m/s?
（4）動(dòng)量大小相等，動(dòng)能大小與質(zhì)量成反比，所以：

Eα

EU

=

235

4

答：（1）核反應(yīng)方程式₉₄²³⁹Pu→₉₂²³⁵U+₂⁴He；
（2）該光子的波長(zhǎng)為1.35×10^-11 m；?
（3）放出的α粒子的速度大小1.11×10⁷ m/s；?
（4）若不計(jì)光子的動(dòng)量，α粒子和鈾核的動(dòng)能之比

235

4

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了核反應(yīng)方程式的寫(xiě)法，光子的能量公式，粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，是小型的綜合題．