题目内容
【题目】在微观粒子的相互作用满足碰撞模型。以铀235为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中，裂变时放出的中子有的速度很大，不易被铀235俘获，需要使其减速。在讨论如何使中子减速的问题时，有人设计了一种方案：让快中子与静止的粒子发生碰撞，他选择了三种粒子：铅核、氢核、电子。以弹性正碰为例，仅从力学角度分析，哪一种粒子使中子减速效果最好，请说出你的观点并说明理由。
【答案】氢核减速效果最好，理由见解析。
【解析】
设中子与其它粒子碰撞前的速率为
，中子与其它粒子发生完全弹性碰撞时，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得碰后中子的速率
仅从力学角度分析，氢核减速效果最好。由于铅核质比中子质量大很多，碰撞后中子几乎被原速率弹回。由于电子质量比中子质量小很多，碰撞后中子将基本不会减速。由于中子质量与氢核质量相差不多，碰撞后中子的速率将会减小很多。
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