问题 问答题

两个氘核聚变产生一个中子和氦核(氦的同位素).已知氘核的质量mD=2.01360u,氦核的质量mHe=3.0150u,中子的质量mn=1.0087u.

(1)写出聚变方程并计算释放的核能.

(2)若反应前两个氘核的动能为0.35Mev.它们正面对撞发生聚变,且反应后释放的核能全部转化为动能,则产生的氦核和中子的动能各为多大?

答案

(1)聚变的核反应方程:212H→23He+01n

核反应过程中的质量亏损为△m=2mD-(mHe+mn)=0.0035u

释放的核能为△E=△mc2=0.0035uc2=3.26MeV                

(2)对撞过程动量守恒,由于反应前两氘核动能相同,其动量等值反向,因此反应前后系统的动量为0.即:

0=mHevHe+mnvn

反应前后总能量守恒,得:

1
2
mHevHe2+
1
2
mnvn2=△E+2Ek0

解得:EkHe=0.99Mev,Ekn=2.97Mev.                                     

答:(1)聚变的核反应方程:212H→23He+01n,释放的核能为3.26MeV;   

    (2)产生的氦核的动能为0.99Mev,中子的动能为2.97Mev.

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