题目内容
【题目】在用铀235（
）做燃料的核反应堆中，铀235核吸收一个中子后，可发生裂变反应生成钡（
）、氪（
）和x个中子，并放出能量，其核反应方程为
(1)其中x等于多少？
(2)已知中子的质量为m，核的质量为m1，核的质量为m2，核的质量为m3，真空中光速为c，一个铀235核发生上述裂变反应释放的核能为多少？
(3)上述裂变反应产生的中子速度太快，铀核不能“捉”住它，从而不能使反应堆中裂变反应进行下去，所以要将反应放出的中子减速。石墨、重水常用作减速剂，中子在石墨中与碳核碰撞减速，在重水中与氘核碰撞减速。假设上述碰撞均为正碰，且为弹性碰撞，并认为碰撞前碳核和氘核都是静止的，碰撞模型可简化为如图所示，其中1代表中子，质量为m，碰前速度为v；2代表碳核或氘核，质量用M表示（其中碳核质量M1=12m，氘核质量M2=2m），碰前速度为0.通过计算说明，仅从一次碰撞角度考虑，用石墨、重水做减速剂，那种减速效果更好？
【答案】(1) 3；(2)
；(3)重水
【解析】
（1）根据
根据质量数守恒
解得
（2）核反应的质量亏损
根据爱因斯坦质能方程可得
（3）设碰后中子的速度为
、碳核或氘核的速度为
，由于碰撞为正碰，且为弹性
碰撞，所以有
解得
碳核质量M1=12m，代入可得，中子与碳核碰后
氘核质量M2=2m，代入可得，中子与氘核碰后
其中“-”表示与碰前的速度相反，由于
可知用重水做减速剂减速效果更好
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