问题 计算题

(9分)在可控核反应堆中需要给快中子减速,轻水、重水和石墨等常用作减速剂。中子在重水中可与核碰撞减速,在石墨中与核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰,通过计算说明,仅从一次碰撞考虑,用重水和石墨作减速剂,哪种减速效果更好?

答案

重水减速效果更好

题目分析:设中子质量为mn靶核质量为m,

由动量守恒定律      

由能量守恒定律  

解得:

在重水中靶核质量:则碰后中子速度为  

在石墨中靶核质量:则碰后中子速度为

与重水靶核碰后中子速度较小,故重水减速效果更好。

点评:学生知道在弹性碰撞中,两物体动量和能量都守恒,在非弹性碰撞中,只有动量守恒,能量不守恒。

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