Question

14．太阳中含有大量的氘核．因氘核不断发生核反应释放大量的核能，假设两个氘核以相等的动能0.35MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为动能．已知氘核质量为2.0136u，氦核质质量为3.0150 u．中子质量为1.0087u，lu的质量相当于931.5 McV的能量，则下列说法正确的是（　　）

• A． 核反应方程为${\;}_{1}^{1}$H+${\;}_{1}^{2}$H→${\;}_{2}^{3}$He+${\;}_{0}^{1}$n
• B． 核反应中释放的核能约为4.26MeV
• C． 核反应中产生的中子的动能约为2.97 MeV
• D． 核反应中产生的氦核的动能约为1.29 MeV

Answer 1

分析 根据电荷数守恒和质量数守恒写出聚变后的产物．在核反应中质量数守恒．轻核聚变在高温、高压下才可以发生．根据质能方程求核能，根据动量守恒定律和能量关系求出中子的动能．

解答 解：A、根据电荷数守恒和质量数守恒知核反应方程为：${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{2}$H→${\;}_{2}^{3}$He+${\;}_{0}^{1}$n．故A错误．
B、根据质能方程知△E=△mC²=（2.0136u+1.0087u-3.0150u）×931.5MeV=3.26MeV．故B错误；
C、两个氘核以相等的动能进行对心碰撞，所以碰撞后的总动量等于0，${\;}_{2}^{3}$He与${\;}_{0}^{1}$n的总动量等于0，则：
m_中子v_中子=-m_氦核v_氦核
$\frac{1}{2}{m}_{中子}{v}_{中子}^{2}+\frac{1}{2}{m}_{氦核}{v}_{氦核}^{2}=3.26×1{0}^{6}×1{0}^{-19}+2×0.35×1{0}^{6}×1{0}^{-19}$
联立可得：
$\frac{1}{2}{m}_{中子}{v}_{中子}^{2}≈2.97×1{0}^{6}×1.6×1{0}^{-19}J=2.97MeV$．故C正确，D错误．
故选：C

点评 解决本题的关键知道轻核聚变的实质，知道核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒，会利用质能方程求核能．