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用中子轟擊鋰核(Li)發(fā)生核反應,生成氚核(H)和α粒子,并放出4.8MeV的能量.

(1)寫出核反應方程;

(2)求出質量虧損;

(3)若中子和鋰核是以等值反向的動量相碰,則氚核和α粒子的動能比是多少?

(4)α粒子的動能是多大?

答案:
解析:

解析:(1)Li+n→H+He+4.8MeV.

(2)依據△E=△mc^2=△m×931.5MeV得:

△m=.5u=0.00052u.

(3)根據題意有:0=m1ν1+m2ν2

式中m1、m2、ν1、ν2分別為氚核和α粒子的質量和速度,由上式及動能Ek=p2/2m,可得它們的動能之比為:

Ek1∶Ek2=m2∶m1=4∶3.

(4)α粒子的動能:

Ek2 (Ek1+Ek2)=×4.8MeV=2.06MeV.

說明:(1)在計算核能時要注意單位的換算,如原子質量單位和電子伏特,千克和焦耳的對應關系.如果沒有特別要求,則根據題意可直接運算,不必變換單位,如本題已給出能量單位為MeV,所以可利用1u=931.5MeV的關系直接去求核能.

(2)在微觀世界中,粒子的碰撞一般都認為是完全彈性碰撞.即動量和動能都守恒(系統(tǒng)).

(3)大數字運算用科學記數法,特別要注意指數運算.


練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:物理教研室 題型:038

用中子轟擊鋰核(Li)發(fā)生核反應,生成氚核(H)和α粒子,并放出4.8MeV的能量.

(1)寫出核反應方程;

(2)求出質量虧損;

(3)若中子和鋰核是以等值反向的動量相碰,則氚核和α粒子的動能比是多少?

(4)α粒子的動能是多大?

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2006年,我國自行設計并研制的“人造太陽”——托卡馬克實驗裝置運行獲得重大進展,這標志著我國已經邁入可控熱核反應領域先進國家行列.該反應所進行的聚變過程是H+H→He+n,反應原料氘(H)富存于海水中,而氚(H)是放射性元素,自然界中不存在,但可以通過中子轟擊鋰核(Li)的人工核轉變得到.則:

(1)請把下列用中子轟擊鋰核(Li)產生一個氚核(H)和一個新核的人工核轉變方程填寫完整;

Li+________→________+H.

(2)在(1)中,每生產1 g的氚同時有多少個Li核實現了核轉變?(阿伏加德羅常數NA取6.0×1023mol1)

(3)一個氘核和一個氚核發(fā)生核聚變時,平均每個核子釋放的能量為5.6×1013 J,求該核聚變過程中的質量虧損.

【解析】:(1)Li+n→He+H

(2)因為1 g氚為 mol,根據核反應方程,實現核轉變的Li也為 mol,所以有2.0×1023個Li實現了核轉變.

(3)根據愛因斯坦質能方程ΔEΔmc2.

核聚變反應中有5個核子參加了反應,所以質量虧損為Δm=3.1×1029 kg.

 

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用中子轟擊鋰核(Li)發(fā)生核反應,生成氘(H)核和粒子,并且放出4.8MeV的能量,核反應方程式為                   ,反應過程中質量虧損是         u,假設中子與鋰核是以等值反向的動量相碰的,則核反應后,氘核和粒子的動能之比是     ,粒子獲得的動能是       MeV。

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