Question

（18分）兩個(gè)氘核發(fā)生如下核反應(yīng)：，其中氘核的質(zhì)量為2.0136u，氦核的質(zhì)量為3.015u，中子質(zhì)量為1.0087u，（1u質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5Mev）（1）求核反應(yīng)中釋放的核能；（2）在以上兩氘核以相等的動(dòng)能0.35Mev進(jìn)行對(duì)碰撞，并且核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的情況下，求反應(yīng)中產(chǎn)生的中子和氦核的動(dòng)能；（3）假設(shè)反應(yīng)中產(chǎn)生的氦核沿直線向原來(lái)靜止的碳核（）接近，受庫(kù)侖力的影響，當(dāng)它們距離最近時(shí)，兩個(gè)原子核的動(dòng)能各是多少？

Answer 1

（1）
（2）氦核和中子的動(dòng)能分別為
 

（3）氦核與碳核的動(dòng)能分別為，

解析（1）釋放的核能 （4分）
（2）設(shè)碰后產(chǎn)生的中子和氦核的質(zhì)量分別為m_h和m_He,速度分別為
由動(dòng)量守恒有 （2分）
由此可得E碰后產(chǎn)生的中子與氦核的動(dòng)能
比為（2分）
所以，氦核和中子的動(dòng)能分別為
 

（3）設(shè)碳核質(zhì)量為m_c,氦核與碳核相距最近時(shí)的速度為，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有
 （3分）
所以（1分）
從而得到氦核與碳核的動(dòng)能分別為 （2分）（2分）