Question

【题目】裂变反应可以在人工控制下进行，用慢化剂中的原子核跟中子发生碰撞，使中子的速率降下来，从而影响裂变反应的反应速度。 如图所示，一个中子以速度v与慢化剂中静止的原子核发生弹性正碰，中子的质量为m，慢化剂中静止的原子核的质量为M，而且M＞m。为把中子的速率更好地降下来，现在有原子核的质量M大小各不相同的几种材料可以作为慢化剂，通过计算碰撞后中子速度的大小，说明慢化剂中的原子核M应该选用质量较大的还是质量较小的。

Answer 1

【答案】M 越小，越小，为了使中子速率更好降下来，慢化剂中的原子核质量应选较小的

【解析】

中子与原子核发生弹性正碰，根据动量守恒定律和机械能守恒定律列式，得到碰撞后中子速度的大小，再分析即可。

令碰撞后中子速度为，某原子核速度为
根据动量守恒定律有
由能量关系：
解得碰撞后中子速度：
因为M > m，所以
可见，M 越小，越小，为了使中子速率更好降下来，慢化剂中的原子核质量应选较小的。