Question

19．用中子轟擊鋰核（${\;}_{3}^{6}$Li）發(fā)生核反應(yīng)，生成氚核和α粒子，并放出4.8MeV的能量．
（1）寫出核反應(yīng)方程；
（2）求出質(zhì)量虧損；
（3）若中子與鋰核是以等值反向的動量相碰，則氚核和α粒子的動能之比是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可正確書寫出該核反應(yīng)方程；
（2）依據(jù)△E=△mc²，算出虧損質(zhì)量．
（3）先根據(jù)動量守恒定律求出二者的速度之比，然后結(jié)合動能的表達(dá)式即可得出結(jié)論．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得：${\;}_{3}^{6}$Li+${\;}_{0}^{1}n$-→${\;}_{1}^{3}H$+${\;}_{2}^{4}$He+4.8 MeV
（2）依據(jù)△E=△mc²，
△m=$\frac{△E}{{c}^{2}}=\frac{4.8×1{0}^{6}×1.6×1{0}^{-19}}{（3.0×1{0}^{8}）^{2}}$kg≈8.5×10^-30 kg；
（3）設(shè)氚核和α粒子的速度分別是v1和v2，由于中子與鋰核是以等值反向的動量相碰，而且碰撞的過程中滿足動量守恒定律，設(shè)氚核運(yùn)動的方向為正方向，則：
m_氚v₁-m_αv₂=0
所以：$\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}=\frac{{m}_{α}}{{m}_{氚}}=\frac{4}{3}$
則它們的動能之比：$\frac{{E}_{k1}}{{E}_{k2}}=\frac{\frac{1}{2}{m}_{氚}{v}_{1}^{2}}{\frac{1}{2}{m}_{α}{v}_{2}^{2}}=\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}=\frac{4}{3}$
答：（1）寫出核反應(yīng)方程式${\;}_{3}^{6}$Li+${\;}_{0}^{1}n$-→${\;}_{1}^{3}H$+${\;}_{2}^{4}$He+4.8 MeV；
（2）求上述反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為8.5×10^-30 kg．
（3）氚核和α粒子的動能之比是$\frac{4}{3}$．

點評 本題比較簡單考查了核反應(yīng)方程、核能計算、動量守恒等基礎(chǔ)知識，越是簡單基礎(chǔ)問題，越要加強(qiáng)理解和應(yīng)用，為解決復(fù)雜問題打下基礎(chǔ)．