静止在匀强磁场中的Li核俘获一个运动方向垂直于磁场,速度大小为7.7×104m/s的中子,若发生核反应后只产生了两个新粒子,其中一个粒子为氦核(He).反应前后各粒子在磁场中的运动轨迹如图所示.He核与另一种未知新粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为40:3.
(1)写出此核反应的方程式.
(2)求产生的未知新粒子的速度.
(3)若Li核的质量为m1,中子的质量为m2,He核的质量为m3,产生的新粒子的质量为m4,光在真空中的速度为c,计算上述核反应释放的核能.
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(1)核反应方程为:LinHeH
(2)设中子,氦核、氘核的质量分别为m1、m2、m3,速度大小分别为v1、v2、v3,粒子做匀速圆周运动的半径为R,
由qvB=得:R=
由=,可得:===
由动量守恒定律得:m1v1=m2v2+m3v3
由径迹图象可知v2与v1同向,v3与v1反向,即:m1v1=m3v3-m3v3
解得v3=1×103m/s,方向与中子速度方向相反
(3)质量损△m=m1+m2-m3-m4
释放的核能△E=△mc2=(m1+m2-m3-m4)c2
答:(1)核反应方程为:LinHeH
(2)产生的未知新粒子的速度v3=1×103m/s,方向与中子速度方向相反
(3)上述核反应释放的核能为(m1+m2-m3-m4)c2