Question

一个原来静止的锂核（₃⁶Li）俘获一个速度为7.7×10⁴m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为1.0×10³ m/s，方向与中子的运动方向相反．
（1）试写出核反应方程；
（2）求出氦核的速度；
（3）若让一个氘核和一个氚核发生聚变时，可产生一个氦核，同时放出一个中子，求这个核反应释放出的能量．（已知氘核质量mD=2.014102u，氚核质量为mT=3.016 050u，氦核的质量mHe=4.002603u，中子质量mn=1.008665u，1u=1.6606×10^-27kg）

Answer 1

分析：（1）根据质量数守恒和电荷数书写核反应方程；
（2）根据动量守恒定律求解氦核的速度；
（3）求出质量亏损，再根据爱因斯坦质能方程求解核反应释放出的能量．

解答：解：
（1）核反应方程为：

6 3

Li+

1 0

n→

3 1

H+

4 2

He
（2）由动量守恒定律：
  m_nv₀=-m_Tv₁+m_αv₂
得到，v2=

mnv0+mTv1

mα

代入解得，v2=2×104m/s
（3）质量亏损为
△m=m_D+m_T-m_α-m_n
代入解得，△m=3.136×10^-29kg
根据爱因斯坦质能方程得到，核反应释放出的能量△E=△mc²=2.82×10^-12J
答：
（1）核反应方程为：

6 3

Li+

1 0

n→

3 1

H+

4 2

He．
（2）氦核的速度为2×10⁴m/s．
（3）核反应释放出的能量为2.82×10^-12J．

点评：核反应遵守两大基本规律：能量守恒定律和动量守恒定律．基本题．