Question

3．兩個(gè)粒子經(jīng)相互作用后轉(zhuǎn)化為另外兩個(gè)粒子的核反應(yīng)稱為二體反應(yīng)，在二體反應(yīng)  中，我們可以認(rèn)為兩個(gè)粒子組成孤立的系統(tǒng)，反應(yīng)中遵從動(dòng)量守恒和能量守恒．用α粒子  轟擊氮14的反應(yīng)就可以看作是一個(gè)二體反應(yīng)．
（1）寫(xiě)出該反應(yīng)的核反應(yīng)方程式
（2）已知該反應(yīng)是吸能反應(yīng)，反應(yīng)后系統(tǒng)的總動(dòng)能減小1.20MeV，設(shè)反應(yīng)前氮核是靜止的，那么用來(lái)轟擊氮核的α粒子的動(dòng)能至少是多大？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒寫(xiě)出核反應(yīng)方程式．
（2）α粒子撞擊₇¹⁴N核形成復(fù)合核過(guò)程，遵循動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，根據(jù)兩大守恒列方程求解入射的α粒子的動(dòng)能．

解答 解：（1）由題意及質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，該過(guò)程的核反應(yīng)方程為：
${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{7}^{14}N$→${\;}_{8}^{17}$O+${\;}_{1}^{1}$H
（2）α粒子撞擊₇¹⁴N核形成復(fù)合核過(guò)程，遵循動(dòng)量守恒定律，則有：
m_av₀=（m_a+m_N）v…①
依題意得E=$\frac{1}{2}{m_a}v_0^2-\frac{1}{2}（{m_a}+{m_N}）{v^2}$…②
又因m_α：m_N=2：7
解得E：_α=$\frac{1}{2}{m_a}v_0^2$=1.54MeV…③
答：（1）該反應(yīng)的核反應(yīng)方程式為${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{7}^{14}N$→${\;}_{8}^{17}$O+${\;}_{1}^{1}$H
（2）入射的α粒子的動(dòng)能至少為1.54MeV．

點(diǎn)評(píng) 微觀粒子的碰撞過(guò)程遵守兩大守恒定律：動(dòng)量守恒和能量守恒，在解決此類問(wèn)題時(shí)要注意正確應(yīng)用相關(guān)規(guī)律求解