Question

已知氘核質量為2.0136u，中子質量為1.0087u，He核的質量為3.0150u.

(1)寫出兩個氘核聚變成He的核反應方程.

(2)計算上述核反應中釋放的核能.

(3)若兩氘核以相等的動能0.35MeV做對心碰撞即可發生上述核反應，且釋放的核能

全部轉化為機械能，則反應中生成的He核和中子的動能各是多少?

Answer 1

答案：
解析：

【解析】應用質量數守恒和核電荷數守恒不難寫出核反應方程為：H＋H→He＋n 由題給條件可求出質量虧損為： Δm＝2.0136u×2－（3.0150＋1.0087）u ＝0.0035u 所以釋放的核能為 ΔE＝Δmc2＝931.5×0.0035MeV＝3.26MeV. 因為該反應中釋放的核能全部轉化為機械能——即轉化為He核和中子的動能. 若設He核和中子的質量分別為m1、m2，速度分別為v1、v2，則由動量守恒及能的轉化和守恒定律，得 m1v1－m2v2＝0 Ek1＋Ek2＝2Ek0＋ΔE 解方程組，可得： Ek1＝（2Ek0＋ΔE） ＝×（2×0.35＋3.26）MeV ＝0.99MeV， Ek2＝（2Ek0＋ΔE） ＝×（2×0.35＋3.26）MeV ＝2.97MeV.

提示：

【說明】本題是一個綜合性的題目，它涉及到核反應方程的書寫、核能的計算、動量守恒定律和能量守恒定律等內容，另外此類題目計算繁雜，單位換算也較多，運算過程應細心謹慎. 【設計意圖】通過本例說明綜合應用質量方程及有關的力學規律分析計算原子核反應過程中的核能的方法.