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【题目】在可控核反应堆中需要给快中子减速,轻水、重水和石墨等常用作减速剂.中子在重水中可与 H核碰撞减速,在石墨中与 C核碰撞减速.上述碰撞可简化为弹性碰撞模型.某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰,通过计算说明,仅从一次碰撞考虑,用重水和石墨作减速剂,哪种减速效果更好?

【答案】重水减速效果更好
【解析】设中子的质量为mn , 靶核质量为m
以中子的初速度方向为正方向,
由动量守恒定律:mnv0=mnv1+mv2
由能量守恒定律得: mnv12+ mv22= mnv02
解得:v1=
在重水中靶核质量m=2mn
解得:v1H= = v0
在石墨中靶核的质量m=12mn
v1C= =﹣11v0/3
与重水靶核碰后中子速度较小,故重水减速效果更好.
所以答案是:重水减速效果更好.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用核裂变与核聚变和质能方程的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握所有核反应的反应前后都遵守:质量数守恒、电荷数守恒;爱因斯坦的相对论指出:物体的能量和质量之间存在着密切的联系,它们的关系是:E = mc2,这就是爱因斯坦的质能方程.

练习册系列答案
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