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【选修3-5选做题】
已知氘核质量为2.0136u,中子质量为1.0087u,He核的质量为3.0150u。
(1)写出两个氘核聚变成He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0.35MeV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He核和中子的动能各是多少?
解:(1)应用质量数守恒和核电荷数守恒不难写出核反应方程为:H+H→He+n
(2)由题给条件可求出质量亏损为:△m=2.0136u×2-(3.0150+1.0087)u=0.0035u
所以释放的核能为△E=△mc2=931.5×0.0035MeV=3.26 MeV
(3)因为该反应中释放的核能全部转化为机械能--即转化为He核和中子的动能
若设He核和中子的质量分别为m1、m2,速度分别为υ1、υ2,则由动量守恒及能的转化和守恒定律,得m1υ1-m2υ2=0
Ek1+ Ek2=2Ek0+△E
解方程组,可得:Ek1=(2Ek0+△E)=×(2×0.35+3.26)MeV=0.99 MeV
Ek2=(2Ek0+△E)=×(2×0.35+3.26)MeV=2.97 MeV
练习册系列答案
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