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用中子轰击锂核(Li)发生核反应,生成氚核(H)和α粒子,并放出4.8MeV的能量.

(1)写出核反应方程;

(2)求出质量亏损;

(3)若中子和锂核是以等值反向的动量相碰,则氚核和α粒子的动能比是多少?

(4)α粒子的动能是多大?

答案:
解析:

解析:(1)Li+n→H+He+4.8MeV.

(2)依据△E=△mc^2=△m×931.5MeV得:

△m=.5u=0.00052u.

(3)根据题意有:0=m1ν1+m2ν2

式中m1、m2、ν1、ν2分别为氚核和α粒子的质量和速度,由上式及动能Ek=p2/2m,可得它们的动能之比为:

Ek1∶Ek2=m2∶m1=4∶3.

(4)α粒子的动能:

Ek2 (Ek1+Ek2)=×4.8MeV=2.06MeV.

说明:(1)在计算核能时要注意单位的换算,如原子质量单位和电子伏特,千克和焦耳的对应关系.如果没有特别要求,则根据题意可直接运算,不必变换单位,如本题已给出能量单位为MeV,所以可利用1u=931.5MeV的关系直接去求核能.

(2)在微观世界中,粒子的碰撞一般都认为是完全弹性碰撞.即动量和动能都守恒(系统).

(3)大数字运算用科学记数法,特别要注意指数运算.


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2006年,我国自行设计并研制的“人造太阳”——托卡马克实验装置运行获得重大进展,这标志着我国已经迈入可控热核反应领域先进国家行列.该反应所进行的聚变过程是H+H→He+n,反应原料氘(H)富存于海水中,而氚(H)是放射性元素,自然界中不存在,但可以通过中子轰击锂核(Li)的人工核转变得到.则:

(1)请把下列用中子轰击锂核(Li)产生一个氚核(H)和一个新核的人工核转变方程填写完整;

Li+________→________+H.

(2)在(1)中,每生产1 g的氚同时有多少个Li核实现了核转变?(阿伏加德罗常数NA取6.0×1023mol1)

(3)一个氘核和一个氚核发生核聚变时,平均每个核子释放的能量为5.6×1013 J,求该核聚变过程中的质量亏损.

【解析】:(1)Li+n→He+H

(2)因为1 g氚为 mol,根据核反应方程,实现核转变的Li也为 mol,所以有2.0×1023个Li实现了核转变.

(3)根据爱因斯坦质能方程ΔEΔmc2.

核聚变反应中有5个核子参加了反应,所以质量亏损为Δm=3.1×1029 kg.

 

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用中子轰击锂核(Li)发生核反应,生成氘(H)核和粒子,并且放出4.8MeV的能量,核反应方程式为                   ,反应过程中质量亏损是         u,假设中子与锂核是以等值反向的动量相碰的,则核反应后,氘核和粒子的动能之比是     粒子获得的动能是       MeV。

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