问题
计算题
(18分)两个氘核发生如下核反应:,其中氘核的质量为2.0136u,氦核的质量为3.015u,中子质量为1.0087u,(1u质量对应的能量为931.5Mev)(1)求核反应中释放的核能;(2)在以上两氘核以相等的动能0.35Mev进行对碰撞,并且核能全部转化为机械能的情况下,求反应中产生的中子和氦核的动能;(3)假设反应中产生的氦核沿直线向原来静止的碳核(
)接近,受库仑力的影响,当它们距离最近时,两个原子核的动能各是多少?
答案
(1)
(2)氦核和中子的动能分别为
(3)氦核与碳核的动能分别为,
(1)释放的核能 (4分)
(2)设碰后产生的中子和氦核的质量分别为mh和mHe,速度分别为
由动量守恒有 (2分)
由此可得E碰后产生的中子与氦核的动能
比为(2分)
所以,氦核和中子的动能分别为
(3)设碳核质量为mc,氦核与碳核相距最近时的速度为,根据动量守恒定律,有
(3分)
所以(1分)
从而得到氦核与碳核的动能分别为 (2分)
(2分)