问题 计算题

(15分)钚的放射性同位素静止时衰变为铀核和α粒子,并放出能量为0.097 MeV的γ光子,其它的能量都转化为和α粒子的动能.已知:和α粒子的质量分别为mPu=239.0521u、mU=235.0439u和mα=4.0026u,1u=931.5 MeV/c2.

(1)写出衰变方程.

(2)求α粒子的动能(忽略γ光子的动量).

答案

(1)He+γ(2)

(15分)

(1)衰变方程为 He+γ    (3分)                                                                                                  

(2)上述衰变过程的质量亏损为

                                                 (1分)                     

放出的能量为                  (1分)                         

这些能量是铀核的动能EU、 α粒子的动能Eα和γ光子的能量Eγ之和

                                          (1分)                               

由④⑤⑥式得

                 (2分)                                      

设衰变后的铀核和α粒子的速度分别为vU和vα,则由动量守恒有

                   ⑧          (1分)

又由动能的定义知

     ⑨    (1分)

由⑧⑨式得         ⑩    (1分)

由⑦⑩式得

 (2分)

代入题给数据得.(2分)

本题考查的是衰变方程和质能方程并结合动量定理和动能的关系。根据衰变方程的书写原则可以得出衰变方程。第二问由职能关系,结合动量守恒和动能的关系,找出相对应的物理量,就可解出此题。

单项选择题 A1/A2型题
判断题