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两个氘核聚变产生一个中子和氦核(氦的同位素)。已知氘核的质量,m0=2.0136u,氦核的质量3.0150u,中子的质量,mu=1.0087u(1u相当于931MeV)。
(1)写出聚变方程并计算释放的核能。
(2)若反应前两个氘核的动能均为0.35MeV。它们对心正碰发生聚变,且反应后释放的核能全部转化为动能,则产生的氦核和中子的动能各为多大?
(1)3.26MeV (2)2.97MeV
(1)聚变的核反应方程:……………………(2分)
核反应过程中的质量亏损为
释放的核能为…………(2分)
(2)对撞过程动量守恒,由于反应前两氘核动能相同,其动量等值反向,因此反应前后系统的动量为0,即…………………………(1分)
反应前后总能量守恒,即…………(1分)
解得……………………(2分)
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

原子在不停地做热运动,为了能高精度地研究孤立原子的性质,必须使它们几乎静止下来并能在一个很小的空间区域停留一段时间,例如纳米技术中需要移动或修补分子.科学家已发明了一种称为“激光制冷”的技术,原理如下:
在一个真空室内,一束非常准直的Na-23原子束(通过样品在1 000 K高温下蒸发而获得,原子做热运动的速率近似为v0="1" 000 m/s),受一束激光的正面照射,如图15-2-3所示.设原子处在基态,运动方向与激光光子的运动方向相反,选好激光频率使光子能量E等于钠原子第一激发态与基态间能量差,原子就能吸收它而发生跃迁,跃迁后原子的速度为v1,随后该原子发射光子并回到基态.设所发射光子的运动方向与速度v0的方向总是相同的,此时原子的速度为v2,接着重复上述过程,直到原子的速度减小到零.

图15-2-3
(1)吸收与发射光子的总次数为多少?
(2)原子停留在激发态上的时间称为原子在这种状态下的寿命,大小约为10-8 s.忽略每次吸收与发射光子的时间,按上述方式,原子初速度v0减小到零,共需多长时间?该时间内原子共走过的路程为多少?(E=3.36×10-19 J,钠原子的质量m=3.84×10-26 kg,NA=6.0×1023 mol-1,c=3.0×108 m/s)

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重核的裂变和轻核的聚变是人类利用核能的两种主要方法,下面关于它们的说法中正确的是
A.裂变和聚变过程都有质量亏损
B.裂变过程有质量亏损,聚变过程质量有所增加
C.裂变过程质量有所增加,聚变过程有质量亏损
D.裂变和聚变过程质量都有所增加

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

2006年3月23日央视报道,中科院离子物理所经过八年的艰苦奋斗努力,终于率先建成了世界上第一个全超导的托克马克试验装置并调试成功;这种装置被称为“人造太阳”(如图1所示),它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续的输出能量,就像太阳一样为人类提供无限清洁的能源。在下列核反应方程中有可能是该装置内部所进行的核反应的是(   )
A.
B.
C.
D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,有界的匀强磁场磁感应强度为B="0.50" T,磁场方向垂直于纸面向里,MN是磁场的左边界.在磁场中A处放一个放射源,内装(镭),放出某种射线后衰变成(氡).试写出衰变的方程.若A距磁场的左边界MN的距离OA="1.0" m时,放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN方向射出的质量较小的粒子,此时接收器位置距经过OA的直线1.0 m.由此可以推断出一个静止镭核衰变时放出的能量是多少?保留两位有效数字.(取1 u=1.6×10-27 kg,电子电量e=1.6×10-19 C)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一个氘核和一个氚核结合成氦时,释放的核能为ΔE,阿伏加德罗常数为NA,则4克氘核与6克氚核完全反应,发生的质量亏损是
A.2NAΔEc2B.4NAΔEc2C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

用光子能量为E的光束照射容器中的氢气,氢原子吸收光子后,能发射频率为ν1、ν2、ν3的三种光子,且ν1<ν2<ν3.入射光束中光子的能量应是(  )
A.hν1B.h(ν23C.h(ν12D.h(ν123

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一根2m长的标枪以速度v穿过一根2m长的管子,它们的长度都是在静止状态下测量的.以下哪种叙述最好地描述了标枪穿过管子的情况?(  ) 
A.观察者一定看到标枪收缩变短,因此在某些位置上,管子能完全遮住它
B.观察者一定看到两者都收缩,且收缩量相等,因此在某个位置,管子恰好遮住标枪
C.与观察者的运动情况有关,观察者看到的一切都是相对的,依赖于所选参考系
D.观察者一定看到管子收缩变短,因此在某些位置上,标枪从管子的两端伸出来

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为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程E=mc2,科学家用中子轰击硫原子,分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程放出的能量,然后进行比较,精确验证了质能方程的正确性。设捕获中子前的原子质量为m1,捕获中子后的原子质量为m2,被捕获的中子质量为m3,核反应过程放出的能量为ΔE,则这一实验需验证的关系式是
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C.ΔE=(m2-m1- m3)c2D.ΔE=(m2-m1+ m3)c2

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