题目内容

(18分)两个动能均为0.35MeV的氘核对心正碰,聚变后生成氦,同时放出一个中子. 已知氘核的质量为3.3426×1027kg,氦3的质量为5.0049×10-27kg,中子的质量为1.6745×1027kg。假设碰前的动能和聚变中释放出的核能都转变成了氦3和中子的动能。求:

(1)写出上述核反应方程;

(2)核反应中释放的核能;

(3)核反应中产生的氦3的动能。

解析

(1) 核反方程为: 

(2) 反应中释放的核能为:          

   

(3)核反应前后动量守恒,反应前两个动能相同的氘核的动量等大反向,总动量为0,设反应后的质量和速度分别为,则有:

 

题设已假设碰前的动能和聚变中释放出的核能都转变成了氦3和中子的动能,因此反应后的总动能满足: 

氦3和中子的质量比: 

利用以上三式和(2)的结果可求得氦3的动能为:

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