Question

兩個(gè)氘核聚變產(chǎn)生一個(gè)中子和氦核（氦的同位素）．已知氘核的質(zhì)量m_D=2.01360u，氦核的質(zhì)量m_He=3.0150u，中子的質(zhì)量m_n=1.0087u．
（1）寫(xiě)出聚變方程并計(jì)算釋放的核能．
（2）若反應(yīng)前兩個(gè)氘核的動(dòng)能為0.35Mev．它們正面對(duì)撞發(fā)生聚變，且反應(yīng)后釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，則產(chǎn)生的氦核和中子的動(dòng)能各為多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）要寫(xiě)出核反應(yīng)方程，必須知道生成物是什么，所以可以根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒求出新核的質(zhì)量數(shù)、核電荷數(shù)從而確定新核，并最終寫(xiě)出核反應(yīng)方程式．要計(jì)算計(jì)算釋放的核能，就必須知道核反應(yīng)虧損的質(zhì)量，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程△E=△mC²即可求出核反應(yīng)釋放的能量．
（2）根據(jù)動(dòng)量守恒定律及能力守恒定律即可求解．
解答：解：（1）聚變的核反應(yīng)方程：2₁²H→₂³He+¹n
核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損為△m=2m_D-（m_He+m_n）=0.0035u
釋放的核能為△E=△mc²=0.0035uc²=3.26MeV                
（2）對(duì)撞過(guò)程動(dòng)量守恒，由于反應(yīng)前兩氘核動(dòng)能相同，其動(dòng)量等值反向，因此反應(yīng)前后系統(tǒng)的動(dòng)量為0．即：
0=m_Hev_He+m_nv_n，
反應(yīng)前后總能量守恒，得：
，
解得：E_kHe=0.99Mev，E_kn=2.97Mev．                                     
答：（1）聚變的核反應(yīng)方程：2₁²H→₂³He+¹n，釋放的核能為3.26MeV；   
    （2）產(chǎn)生的氦核的動(dòng)能為0.99Mev，中子的動(dòng)能為2.97Mev．
點(diǎn)評(píng)：只要對(duì)近代原子物理有所了解即可，需要深入理解的東西不是太多．所以要多讀教材，適量做些中低檔題目即可．