Question

12．在快中子增殖反應(yīng)堆中，使用的核燃料是${\;}_{94}^{239}$P_u，裂變時(shí)釋放出快中子，周圍的${\;}_{92}^{238}$U吸收快中子后變成${\;}_{92}^{239}$U，${\;}_{92}^{239}$U很不穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)兩次β衰變后變成${\;}_{94}^{239}$P_u．已知1個(gè)${\;}_{92}^{239}$U核的質(zhì)量為m₁，1個(gè)${\;}_{94}^{239}$P_u核的質(zhì)量為m₂，1個(gè)電子的質(zhì)量為m_e，真空中光速為c．
（i）${\;}_{92}^{239}$U的衰變方程是_{${\;}_{92}^{239}$U→${\;}_{94}^{239}$Pu+2${\;}_{-1}^{0}$e}；
（ii）${\;}_{92}^{239}$U衰變釋放的能量為（m₁-m₂-2m_e）c²．

Answer 1

分析 根據(jù)衰變過(guò)程中的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可正確寫出衰變方程，衰變過(guò)程中動(dòng)量守恒，由此根據(jù)β粒子的動(dòng)能為E₀可以求出粒子的全部動(dòng)能，然后根據(jù)質(zhì)能方程可正確解答．

解答 解：（i）發(fā)生β衰變質(zhì)量數(shù)不發(fā)生改變，根據(jù)電荷數(shù)守恒可知，其衰變方程為：
${\;}_{92}^{239}$U→${\;}_{94}^{239}$Pu+2${\;}_{-1}^{0}$e；
（ii）一次衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損為：△m=（m₁-m₂-2m_e）
根據(jù)質(zhì)能方程有：△E=△mc²=（m₁-m₂-2m_e）c²；
故答案為：（i）${\;}_{92}^{239}$U→${\;}_{94}^{239}$Pu+2${\;}_{-1}^{0}$e；（ii）（m₁-m₂-2m_e）c²．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了核反應(yīng)方程以及核反應(yīng)過(guò)程中功能關(guān)系的應(yīng)用，尤其是實(shí)動(dòng)量守恒和能量守恒在近代物理中的應(yīng)用是重點(diǎn)知識(shí)，要加強(qiáng)理解與應(yīng)用．