Question

海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源。两个氘核的核反应为：+→+n，其中氘核的质量为2.013u，氦核的质量为3.0150u，中子的质量为1.0087u.(1u=931.5Mev).

求1.核反应中释放的核能；

2.在两个氘核以相等的动能0.35MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能。

 

Answer 1

 

1.2.14MeV

2.2.13MeV

解析:（1）由△E=△mc²可知释放的核能  E=（2m_H-m_He-m_n）c²=2.14MeV

(2)把两个氘核作为一个系统，碰撞过程系统的动量守恒，由于碰撞前两氘核的动能相等，

其动量等大反向，因此反应前后系统的总动量为零，即      m_Hev_He+ m_nv_n=0

 反应前后系统的总能量守恒，即      

  又因为m_He:m_n=3:1,所以v_He:v_n=1:3

  由以上各式代入已知数据得：E_Khe=0.71MeV,E_Kn=2.13MeV.