题目内容

【题目】一个原来静止的锂核(Li)俘获一个速度为7.7×104m/s的中子后,生成一个氚核和一个氦核,已知氚核的速度大小为1.0×103 m/s方向与中子的运动方向相反计算结果保留两位有效数字。

(1)试写出核反应方程

(2)求出氦核的速度大小

(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时可产生一个氦核同时放出一个中子写出该核反应方程,并求这个核反应释放出的能量(已知氘核质量为mD2.014102u氚核质量为mT3.016050u氦核质量mHe4.002603u中子质量mn1.008665u1u1.6606×1027kg)

【答案】(1) LinHHe (2)2.0×104m/s (3)2.8×1012J

【解析】试题分析根据质量数守恒和电荷数书写核反应方程;根据动量守恒定律求解氦核的速度;求出质量亏损,再根据爱因斯坦质能方程求解核反应释放出的能量

(1)核反应方程为:

(2)取中子的运动方向为正方向由动量守恒定律: ,代入数据解得

(3)质量亏损为:ΔmmDmTmHemn=(2.014102+3.016050-4.002603-1.008665) u=0.018884u≈3.136×10-29kg

根据爱因斯坦质能方程:ΔE=Δmc2=3.136×10-29×(3×108)2J≈2.8×10-12J.

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