问题
计算题
在核反应堆中，常用减速剂使快中子减速。假设减速剂的原子核质量是中子的k倍，中子与原子核的每次碰撞都可看成是弹性正碰，设每次碰撞前原子核可认为是静止的。求N次碰撞后中子速率与原速率之比。
答案
解：设中子和作减速剂的物质的原子核A的质量分别为
和
，碰撞后速度分别为
和
，碰撞前后的总动量和总能量守恒，有
①
②
式中
为碰撞前中子速度，由题设
③
由①②③式得，经1次碰撞后中子速率与原速率之比为
④
经N次碰撞后，中子速率与原速率之比为
⑤