Question

【题目】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，某反应堆中快中子以速度与静止的靶核发生对心正碰，仅从一次碰撞考虑。

（1）求快中子与核、核碰撞后中子速度分别为多少?

（2）用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？

Answer 1

【答案】（1）;（2）重水

【解析】

设靶核质量为

中子与靶核碰撞方程动量守恒，由动量守恒定律：

碰撞过程能力也守恒，由能量守恒定律：

联立以上方程解得中子碰后的速度：

快中子与核碰撞，两者的质量关系为：

所以碰后中子的速度为：

快中子与核碰撞，两者的质量关系为：

所以碰后中子的速度为：

与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好。