Question

已知氘核質(zhì)量為2.013 6 u，中子質(zhì)量為1.008 7 u,He的質(zhì)量為3.015 0 u.

(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0.35  MeV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和中子的動(dòng)能各是多少?

Answer 1

（1）H+H→He+n

（2）3.26 MeV

(3)0.99 MeV  2.97 MeV

解析:

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

由題給條件可求出質(zhì)量虧損為：

Δm=2.013 6 u×2-（3.015 0+1.008 7） u

=0.003 5  u

所以釋放的核能為

ΔE=Δmc²=931.5×0.003 5 MeV=3.26 MeV

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和中子的動(dòng)能.若設(shè)He和中子的質(zhì)量分別為m₁、m₂，速度分別為v₁、v₂，則由動(dòng)量守恒及能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，得

m₁v₁-m₂v₂=0，E_k1+E _k2=2E_k0+ΔE

解方程組，可得：

E_k1=（2E_k0+ΔE）

=×（2×0.35+3.26） MeV

=0.99 MeV

E _k2=（2E_k0+ΔE）=×（2×0.35+3.26） MeV=2.97 MeV.