Question

已知氘核質量為2.0136u，中子質量為1.0087u，He核的質量為3.0150u。

⑴寫出兩個氘核聚變成He的核反應方程；

⑵計算上述核反應中釋放的核能；

⑶若兩氘核以相等的動能0.35MeV做對心碰撞即可發生上述核反應，且釋放的核能全部轉化為機械能，則反應中生成的He核和中子的動能各是多少？

 

Answer 1

應用質量數守恒和核電荷數守恒不難寫出核反應方程為：H+H→He+n

由題給條件可求出質量虧損為：

△m=2.0136u×2－（3.0150+1.0087）u=0.0035u

所以釋放的核能為

△E=△mc²=931.5×0.0035MeV=3.26 MeV。

因為該反應中釋放的核能全部轉化為機械能——即轉化為He核和中子的動能。

若設He核和中子的質量分別為m₁、m₂，速度分別為υ₁、υ₂，

則由動量守恒及能的轉化和守恒定律，得m₁υ₁－m₂υ₂=0

Ek₁+ Ek₂=2 Ek₀+△E

解方程組，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。

解析:略