已知氘核质量为2.013 6 u,中子质量为1.008 7 u,的质量为3.015 0 u. (1)写出

已知氘核质量为2.013 6 u,中子质量为1.008 7 u,的质量为3.015 0 u.

(1)写出两个氘核聚变成的核反应方程;

(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0.35 MeV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,则反应中生成的和中子的动能各是多少?

思路点拨:(1)计算出质量亏损Δm,根据ΔE=Δmc2计算释放的核能.(2)在两氘核对心碰撞发生核反应的过程中,满足动量守恒及能的转化与守恒定律.

答案

(1)

(2)3.26 MeV  (3)0.99 MeV 2.97 MeV


解析:

应用质量数守恒和核电荷数守恒不难写出核反应方程为:

由题给条件可求出质量亏损为:

Δm=2.013 6 u×2-(3.015 0+1.008 7) u=0.003 5 u

所以释放的核能为ΔE=Δmc2=931.5×0.003 5 MeV=3.26 MeV

因为该反应中释放的核能全部转化为机械能,即转化为和中子的动能.若设和中子的质量分别为m1m2,速度分别为v1v2,则由动量守恒及能的转化和守恒定律,得

m1v1m2v2=0,Ek1Ek2=2Ek0+ΔE

又由

可得

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