Question

【题目】已知氘核(21H)质量为2.0136u,中子(10n)质量为1.0087u,氦核(32He)质量为3.0150u，1u相当于931.5MeV.

(1)写出两个氘核聚变成32He的核反应方程；

(2)计算上述核反应中释放的核能(保留三位有效数字)；

(3)若两个氘核以相同的动能0.35MeV做对心碰撞即可发生上述反应,且释放的核能全部转化为机械能,则反应后生成的氦核(32He)和中子(10n)的速度大小之比是多少?

Answer 1

【答案】（1）核反应方程为：2H→He+n；

（2）上述核反应中释放的核能为3.26MeV．
（3）反应后生成的氦核和中子的速度大小之比是1：3．

【解析】

（1）核反应方程为：2H→He+n；

（2）由题给条件得核反应中质量亏损为：△m=2.0136u×2-（3.0150+1.0087）u=0.0035u所以释放的核能为：△E=△mc2=931.5×0.0035MeV=3.26 MeV；

（3）因为该反应中释放的核能全部转化为机械能--即转化为He核和中子的动能．

设氦3和中子的质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2，

则由动量守恒及能的转化和守恒定律，得：

m1v1-m2v2=0
Ek1+Ek2=2Ek0+△E

解方程组，可得：

因为氦3和中子的质量比为3：1，则

答：：（1）核反应方程为：2H→He+n；

（2）上述核反应中释放的核能为3.26MeV．
（3）反应后生成的氦核和中子的速度大小之比是1：3．