Question

3．两个粒子经相互作用后转化为另外两个粒子的核反应称为二体反应，在二体反应  中，我们可以认为两个粒子组成孤立的系统，反应中遵从动量守恒和能量守恒．用α粒子  轰击氮14的反应就可以看作是一个二体反应．
（1）写出该反应的核反应方程式
（2）已知该反应是吸能反应，反应后系统的总动能减小1.20MeV，设反应前氮核是静止的，那么用来轰击氮核的α粒子的动能至少是多大？

Answer 1

分析 （1）根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程式．
（2）α粒子撞击₇¹⁴N核形成复合核过程，遵循动量守恒定律和能量守恒定律，根据两大守恒列方程求解入射的α粒子的动能．

解答 解：（1）由题意及质量数和电荷数守恒，该过程的核反应方程为：
${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{7}^{14}N$→${\;}_{8}^{17}$O+${\;}_{1}^{1}$H
（2）α粒子撞击₇¹⁴N核形成复合核过程，遵循动量守恒定律，则有：
m_av₀=（m_a+m_N）v…①
依题意得E=$\frac{1}{2}{m_a}v_0^2-\frac{1}{2}（{m_a}+{m_N}）{v^2}$…②
又因m_α：m_N=2：7
解得E：_α=$\frac{1}{2}{m_a}v_0^2$=1.54MeV…③
答：（1）该反应的核反应方程式为${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{7}^{14}N$→${\;}_{8}^{17}$O+${\;}_{1}^{1}$H
（2）入射的α粒子的动能至少为1.54MeV．

点评 微观粒子的碰撞过程遵守两大守恒定律：动量守恒和能量守恒，在解决此类问题时要注意正确应用相关规律求解