Question

已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u,的质量为3.015 0 u.两个氘核聚变成并放出一个中子.若两个氘核以相等的动能0.35 MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的和中子的动能各是多少兆电子伏？（质量亏损为1 u时，释放的能量为931.5 MeV）

Answer 1

解析：核反应方程为

由题给条件可求出质量亏损为

Δm=2.013 6×2 u-(3.015 0+1.008 7) u=0.003 5 u

释放的核能为

ΔE=Δmc²=931.5×0.003 5 MeV=3.26 MeV

因为该反应中释放的核能全部转化为机械能，即转化为和中子的动能.设和中子的质量分别为m₁、m₂，速度分别为v₁、v₂，反应后动能分别为E_k1、E_k2.则由动量守恒及能量的转化和守恒定律，得

m₁v₁-m₂v₂=0

E_k1+E_k2=2E₀+ΔE

解得

E_k1=（2E₀+ΔE）/4

=（2×0.35+3.26）/4 MeV

=0.99 MeV

E_k2=3（2E₀+ΔE）/4

=2.97 MeV.

答案：0.99 MeV    2.97 MeV