Question

5．用中子轰击锂核（${\;}_{3}^{6}$Li）发生核反应，产生氚和核α粒子并亏损了质量△m．
（1）写出核反应方程式；
（2）求上述反应中的释放出的核能为多少；
（3）若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则α粒子和氚的动能之比是多少？

Answer 1

分析 （1）根据质量数守恒和电荷数守恒可正确书写出核反应方程．
（2）已知亏损质量，依据△E=△mc²，算出反应中的释放出的核能．
（3）根据动量守恒方程可正确求解α粒子和氚的动能之比．

解答 解：（1）根据质量数守恒和电荷数守恒得：
${\;}_{3}^{6}Li$+${\;}_{0}^{1}n$→${\;}_{1}^{3}H$+${\;}_{2}^{4}He$
（2）反应中的释放出的核能为：△E=△mc²
（3）设m₁、m₂、v₁、v₂分别为氦核、氚核的质量和速度，取碰撞前中子的速度方向为正，由动量守恒定律得：
0=m₁v₁+m₂v₂
氦核、氚核的动能之比为：E_k1：E_k2=$\frac{（{m}_{1}{v}_{1}）^{2}}{2{m}_{1}}$：$\frac{（{m}_{2}{v}_{2}）^{2}}{2{m}_{2}}$=m₂：m₁=3：4．
答：（1）核反应方程式为  ${\;}_{3}^{6}Li$+${\;}_{0}^{1}n$→${\;}_{1}^{3}H$+${\;}_{2}^{4}He$．
（2）上述反应中的释放出的核能为△mc²．
（3）α粒子和氚的动能之比是3：4．

点评 本题的核反应与碰撞相似，遵守动量守恒定律和能量守恒定律，书写核反应方程式时要根据质量数守恒和电荷数守恒．