Question

【題目】在核反應堆里，用石墨作減速劑，使鈾核裂變所產生的快中子通過與碳核不斷的碰撞而被減速。假設中子與碳核發生的是彈性正碰，且碰撞前碳核是靜止的。已知碳核的質量近似為中子質量的12倍，中子原來的動能為E0，試求：經過一次碰撞后中子的能量變為多少？

Answer 1

【答案】

【解析】試題分析：由題可知，中子與碳核發生彈性碰撞，遵守動量守恒和能量守恒，根據兩個守恒定律列方程求出碰撞后中子的速度，再求解經過一次碰撞后，中子的動能損失，即可求出碰撞后剩余的能量。

設中子的質量為m，速度為v0，碳核的質量為M，碰撞后中子、碳核的速度分別為v1、v，以v0方向為正方向，根據動量守恒定律得：mv0=mv1+Mv根據機械能守恒定律得： ,由以上兩式解得： 。碰撞一次，中子損失的動能為： ，則剩余的能量為： 。