Question

【題目】海水中含有豐富的氘，完全可充當(dāng)未來的主要能源。兩個氘核的核反應(yīng)為，其中氘核的質(zhì)量為2.0136 u，氦核的質(zhì)量為3.0150 u，中子的質(zhì)量為1.0087 u。1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量。求：

(1)核反應(yīng)中釋放的核能；（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

(2)在兩個氘核以相等的動能0.35 MeV進(jìn)行對心碰撞，并且核能全部轉(zhuǎn)化為機械能的情況下，求反應(yīng)中產(chǎn)生的中子和氦核的動能．（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

Answer 1

【答案】（1）3.26 MeV（2）2.97 MeV 0.99 MeV

【解析】

（1）先求出核反應(yīng)中質(zhì)量虧損，再由愛因斯坦質(zhì)能方程，求出核反應(yīng)中釋放的核能；
（2）兩氘核對心碰撞過程，遵守動量守恒和能量守恒根據(jù)動量守恒和能量守恒列方程求解；

（1）質(zhì)量虧損

由可知釋放的核能：

（2）把兩個氘核作為一個系統(tǒng)，碰撞過程中系統(tǒng)的動量守恒，由于碰撞前兩氘核的動能相等，其動量等大、反向，反應(yīng)前后系統(tǒng)的總動量為零，即

反應(yīng)前后系統(tǒng)的總能量守恒，即

由，動能和動量的關(guān)系，及

解得

由以上各式代入已知數(shù)據(jù)得，。