Question

太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射．已知氘核质量为2.

太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射．已知氘核质量为2.013 6u，氦核质量为3.015 0u，中子质量为1.008 7u，1u的质量相当于931.5MeV的能量则：（核反应方程： 21H+ 21H→ 32He+ 10n．）（1）求核反应中释放的核能（结果用MeV作单位）（2）在两氘核以相等的动能0.35MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能（结果用MeV作单位）．

Answer 1

（1）反应过程中质量减少了：
△m=2×2.0136u-1.0087u-3.0150u=0.0035u，
反应过程中释放的核能：△E=0.0035×931.5MeV=3.26MeV
（2）设

1 0

n核和

3 2

He的动量分别为P₁和P₂，
由动量守恒定律得：O=P₁+P₂，由此得P₁和P₂大小相等，
由动能和动量关系E=

P2

2m

及

1 0

n和

3 2

He的质量关系得：
中子的动能E_n是

3 2

He核动能E_He的3倍，即E_n：E_He=3：1，
由能量守恒定律得：E_He+E_n=△E+2E_K，
解得：中子的动能E_n=2.97MeV，

3 2

He的动能：E_He=0.99MeV，
答：（1）核反应中释放的核能为3.26MeV；
（2）中子的动能为2.97MeV，氦核的动能为0.99MeV．