Question

已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u， 32He核的质量为3.0150u．两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成

已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u， 32He核的质量为3.0150u．两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成 32He并放出一个中子．（质量亏损为1u时，释放的能量为931.5MeV．除了计算质量亏损外， 32He的质量可以认为是中子的3倍）（1）写出该核反应的反应方程式．（2）该核反应释放的核能是多少？（3）若测得反应后生成中子的动能是3.12MeV，则氦核的动能是多少MeV？

Answer 1

（1）核反应方程为：

2 1

H+

2 1

H→

3 2

He+

1 0

n；              
（2）质量亏损为：△m=2.0136×2 u-（3.0150u+1.0087u）=0.0035u   
释放的核能为：△E=△mc²=931.5×0.0035MeV=3.26MeV       
（3）设中子和

3 2

He核的质量分别为m₁、m₂，速度分别为v₁、v₂．反应前两个氘核的动量之和为零，反应后中子和

3 2

He核动能分别为E₁、E₂，
根据动量守恒定律，得
0=m₁v₁-m₂v₂

E1

E2

＝

1 2 m1 v 2 1

1 2 m2 v 2 2

＝

m2

m1

＝3
E₂=

1

3

E₁=1.04 MeV；
 答：（1）该核反应的反应方程式

2 1

H+

2 1

H→

3 2

He+

1 0

n； 
（2）该核反应释放的核能是3.26MeV；
（3）若测得反应后生成中子的动能是3.12MeV，则氦核的动能是1.04MeV．