Question

【选修3-5选做题】已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，He核的质量为3.0150u。（1）写出两个氘核

【选修3-5选做题】已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，He核的质量为3.0150u。（1）写出两个氘核聚变成He的核反应方程；（2）计算上述核反应中释放的核能；（3）若两氘核以相等的动能0.35MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的He核和中子的动能各是多少?

Answer 1

解：（1）应用质量数守恒和核电荷数守恒不难写出核反应方程为： H+ H→ He+ n （2）由题给条件可求出质量亏损为：△m=2.0136u×2－（3.0150+1.0087）u=0.0035u 所以释放的核能为△E=△mc 2 =931.5×0.0035MeV=3.26 MeV （3）因为该反应中释放的核能全部转化为机械能--即转化为He核和中子的动能 若设 He核和中子的质量分别为m 1 、m 2 ，速度分别为υ 1 、υ 2 ，则由动量守恒及能的转化和守恒定律，得m 1 υ 1 －m 2 υ 2 =0 E k1 + E k2 =2E k0 +△E 解方程组，可得：E k1 = （2E k0 +△E）= ×（2×0.35+3.26）MeV=0.99 MeV E k2 = （2E k0 +△E）= ×（2×0.35+3.26）MeV=2.97 MeV