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 H核碰撞减速，在石墨中与 C核碰撞减速．上述碰撞可简化为弹性碰撞模型．某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？ ．

Answer 1

【答案】重水减速效果更好
【解析】设中子的质量为mn ， 靶核质量为m ，
以中子的初速度方向为正方向，
由动量守恒定律：mnv0=mnv1+mv2
由能量守恒定律得： mnv12+ mv22= mnv02 ，
解得：v1= ，
在重水中靶核质量m=2mn
解得：v1H= =﹣ v0 ，
在石墨中靶核的质量m=12mn
v1C= =﹣11v0/3 ，
与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好．
所以答案是：重水减速效果更好．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用核裂变与核聚变和质能方程的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒；爱因斯坦的相对论指出：物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是：E = mc2，这就是爱因斯坦的质能方程．