两个氘核发生了如下核反应+→+.其中氘核的质量为2.0136u.氦核的质量为3.0150u

发布时间:2021-02-18 19:47:07

两个氘核发生了如下核反应+→+,其中氘核的质量为2.0136u,氦核的质量为3.0150u,中子的质量为1.0087u.(1)若反应前两个氘核的动能都为0.35MeV,进行对心碰撞,并且结合能全部转化为机械能,求反应中产生的中子和氦核的动能.(2)假设反应中产生的氦核沿直线向静止的碳核()接近,受库仑力的影响,当它们距离最近时,两个原子核的动能各是多少?

网友回答

答案:分析:(1)根据质能方程求出反应释放的能量,由反应中能量守恒和动量守恒列出等式求解.
(2)氦核与静止的碳核对心正碰后,当它们相距最近时,两核的速度相等,相当于完全非弹性碰撞模型,由动量守恒定律列出等式求解.
解答:解:(1)反应中的质量亏损△m=2mD-mHe-mn=2×2.0136-(3.0150+1.0087)=0.0035u
所以释放的能量为△E=△mC2=0.0035×931.5MeV=3.26MeV
设反应中生成的中子和氦核的速率分别为v′1和v′2由反应中能量守恒和动量守恒有
0=mnv′1-mHev′2  ①
△E+2E=mn+mHe  ②
其中E=0.35MeV
由①得到
∴EkHe=0.99MeV,Ekn=2.97MeV
(2)氦核与静止的碳核对心正碰后,当它们相距最近时,两核的速度相等,相当于完全非弹性碰撞模型,
由动量守恒定律有 mHev′2=(mHe+mc)v′3
∴v′3=,此时,氦核的动能E′kHe和碳核的动能E′kc分别为
E′kHe=EkHe≈0.04MeV
E′kc=EkHe≈0.16MeV.
点评:对于核反应书写核反应方程,要抓住微观粒子的碰撞,相当于弹性碰撞,遵守两大守恒:动量守恒和能量守恒.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!