题目内容

(18分)两个氘核发生如下核反应:,其中氘核的质量为2.0136u,氦核的质量为3.015u,中子质量为1.0087u,(1u质量对应的能量为931.5Mev)(1)求核反应中释放的核能;(2)在以上两氘核以相等的动能0.35Mev进行对碰撞,并且核能全部转化为机械能的情况下,求反应中产生的中子和氦核的动能;(3)假设反应中产生的氦核沿直线向原来静止的碳核()接近,受库仑力的影响,当它们距离最近时,两个原子核的动能各是多少?

 

【答案】

(1)

(2)氦核和中子的动能分别为

 

(3)氦核与碳核的动能分别为,

【解析】

(1)释放的核能 (4分)

(2)设碰后产生的中子和氦核的质量分别为mh和mHe,速度分别为

     由动量守恒有 (2分)

由此可得E碰后产生的中子与氦核的动能

比为(2分)

所以,氦核和中子的动能分别为

 

 

(3)设碳核质量为mc,氦核与碳核相距最近时的速度为,根据动量守恒定律,有

    (3分)

所以(1分)

从而得到氦核与碳核的动能分别为 (2分)(2分)

 

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