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静止的放射性原子核
发生
衰变时,设放出的能量都转变成了
粒子和新核Y的动能.若测得
粒子的动能为E,则新核Y的动能为多大?衰变放出的能量为多大?
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在磁感应强度为B的匀强磁场中,一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变,放出的α粒子的质量为m,电荷量为q,运动轨迹在与磁场垂直的平面内,且轨道半径为R.若原子核衰变时其能量都以α粒子和新核的动能形式释放,求它释放出的总能量(亏损的质量在与粒子质量相比时可忽略).
如图15-2-1所示,R是一种放射性物质,虚线框内是匀强磁场B,LL′是一厚纸板,MM′是荧光屏.实验时,发现在荧光屏O、P两处有亮斑,则此时磁场方向、到达O点的射线、到达P点的射线与实验相符的有( )
图15-2-1
磁场方向
到达O点射线
到达P点射线
A
B
C
D
竖直向上
竖直向下
垂直纸面向内
垂直纸面向外
β射线
α射线
γ射线
γ射线
α射线
β射线
β射线
α射线
两个氘核结合成一个氦核的过程中可释放多少核能?若1千克氘完全结合成氦,则可放出多少能量?已知
m
氘
=2.0141u,
m
氦
=4.0026u.阿伏伽德罗常数
N
0
=6×10
23.1
/mol.
半个世纪以来,热核聚变的研究一直围绕着一个主题,那就是要实现可控的核聚变反应,造出一个人造太阳,一劳永逸地解决人类的能源危机。在受控核聚变装置中,需要把核反应物质——氘(
)和氚(
)“加热”到上亿度而成为等离子体,而这些等离子体无法用通常意义上的“容器”盛装,只能用强磁场来束缚它们。前不久,中国科学家率先建成了世界上第一个可控全超导核聚变实验装置,模拟太阳实现可控的核聚变。
可控全超导核聚变装置从内到外有五层部件构成,比较复杂。现在按下面的简化模型来讨论这个问题:如图所示,设想最关键的环状磁容器是一个横截面为环形的区域:内径为R
1
,外径为R
2
,区域内有垂直于截面向里的磁感强度为B的匀强磁场。
(1)该核反应方程式为:_____________________________;
(2)已知氘(
)、氚(
)、氦(
)核、中子(
)的静质量分别为m
1
、m
2
、m
3
、m
4
,那么在每一个核反应中释放的能量为多少?(已知光速为C)
(3)若等离子体源恰好放置在环心O点,它能沿半径方向辐射出各种速率的带电粒子,这些带电粒子的最大荷质比为k,不计带电离子的重力,该磁场能够约束住的这些带电粒子的最大速率是多少?
(2)静止的锂核
6
3
Li俘获一个速度为8×10
6
m/s的中子,发生核反应后若只产生了两个新粒子,其中一个粒子为氮核
4
2
He,它的速度大小是8×10
6
m/s,方向与反应前的中子速度方向相同,求反应后产生的另一个粒子的速度。
已知:
、
、
、
的质量分别为m1、m2、m3、m4,则关于核反应:
+
→
+
,下列说法正确的是( )
A.这是个核聚变的过程
B.这是个核裂变的过程
C.该过程中放出的能量为(m3+m4-m1-m2)c2
D.该过程中放出的能量为(m1+m2-m3-m4)c2
下列核反应方程及其表述错误的是( )
A.
32
He
+
21
H
→
42
He
+
11
H
是裂变反应
B.
23892
U
→
23490
Th
+
42
He
是α衰变
C.
2411
Na
→
2412
Mg
+
0-1
e
是β衰变
D.
23592
U
+
10
n
→
9236
Kr
+
14156
Ba
+3
10
n
是重核裂变反应
设质子、中子、氘核的质量分别为m
1
、m
2
和m
3
,那么,当一个质子和一个中子结合成一个氘核时,释放的能量是
。
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