Question

海水中含有豐富的氘，完全可充當未來的主要能源。兩個氘核的核反應為：+→+n，其中氘核的質量為2.013u，氦核的質量為3.0150u，中子的質量為1.0087u.(1u=931.5Mev).

求1.核反應中釋放的核能；

2.在兩個氘核以相等的動能0.35MeV進行對心碰撞，并且核能全部轉化為機械能的情況下，求反應中產生的中子和氦核的動能。

 

Answer 1

 

1.2.14MeV

2.2.13MeV

解析:（1）由△E=△mc²可知釋放的核能  E=（2m_H-m_He-m_n）c²=2.14MeV

(2)把兩個氘核作為一個系統(tǒng)，碰撞過程系統(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，因此反應前后系統(tǒng)的總動量為零，即      m_Hev_He+ m_nv_n=0

 反應前后系統(tǒng)的總能量守恒，即      

  又因為m_He:m_n=3:1,所以v_He:v_n=1:3

  由以上各式代入已知數據得：E_Khe=0.71MeV,E_Kn=2.13MeV.