Question

【題目】已知氘核的質量為2.0141u，中子的質量為1.0087u，氦核的質量為3.0160u，1u相當于931.5MeV。

(1)寫出兩個氘核聚變成氦核的核反應方程；

(2)計算上述核反應中釋放的核能為多少MeV（結果保留三位有效數字）；

(3)若兩個氘核以相同的動能0.35MeV做對心碰撞即可發生上述反應，且釋放的核能全部轉化為機械能，則反應后生成的氦核和中子的動能各為多少MeV？

Answer 1

【答案】(1) ；(2) 3.26MeV；(3) 0.99MeV，2.97MeV

【解析】

(1)聚變的核反應方程

(2)核反應過程中的質量虧損為

△m=2mD-（mHe+mn）=0.0035u

釋放的核能為

△E=△mc2=0.0035×931.5MeV=3.26MeV

(3)對撞過程動量守恒，由于反應前兩氘核動能相同，其動量等值反向，因此反應前后系統的動量為0．即

0=mHevHe+mnvn

反應前后總能量守恒，得

解得

EkHe=0.99MeV

Ekn=2.97MeV