Question

12．在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是${\;}_{94}^{239}$P_u，裂变时释放出快中子，周围的${\;}_{92}^{238}$U吸收快中子后变成${\;}_{92}^{239}$U，${\;}_{92}^{239}$U很不稳定，经过两次β衰变后变成${\;}_{94}^{239}$P_u．已知1个${\;}_{92}^{239}$U核的质量为m₁，1个${\;}_{94}^{239}$P_u核的质量为m₂，1个电子的质量为m_e，真空中光速为c．
（i）${\;}_{92}^{239}$U的衰变方程是_{${\;}_{92}^{239}$U→${\;}_{94}^{239}$Pu+2${\;}_{-1}^{0}$e}；
（ii）${\;}_{92}^{239}$U衰变释放的能量为（m₁-m₂-2m_e）c²．

Answer 1

分析 根据衰变过程中的质量数和电荷数守恒可正确写出衰变方程，衰变过程中动量守恒，由此根据β粒子的动能为E₀可以求出粒子的全部动能，然后根据质能方程可正确解答．

解答 解：（i）发生β衰变质量数不发生改变，根据电荷数守恒可知，其衰变方程为：
${\;}_{92}^{239}$U→${\;}_{94}^{239}$Pu+2${\;}_{-1}^{0}$e；
（ii）一次衰变过程中的质量亏损为：△m=（m₁-m₂-2m_e）
根据质能方程有：△E=△mc²=（m₁-m₂-2m_e）c²；
故答案为：（i）${\;}_{92}^{239}$U→${\;}_{94}^{239}$Pu+2${\;}_{-1}^{0}$e；（ii）（m₁-m₂-2m_e）c²．

点评 本题考查了核反应方程以及核反应过程中功能关系的应用，尤其是实动量守恒和能量守恒在近代物理中的应用是重点知识，要加强理解与应用．