Question

2011年3月11日，日本發(fā)生9.0級地震后爆發(fā)海嘯，導(dǎo)致福島核電站核泄漏，核安全問題引起世界關(guān)注．福島核電站屬于輕水反應(yīng)堆，即反應(yīng)堆使用普通水作為減速劑，使快中子減速變成慢中子，便于被U俘獲，發(fā)生可控制核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．

①若鈾核U俘獲一個慢中子，發(fā)生核裂變后產(chǎn)生了Xe和Sr，試寫出核裂變方程．

②若快中子的減速過程可視為快中子與普通水中H核發(fā)生對心正碰后減速．上述碰撞過程可簡化為彈性碰撞，現(xiàn)假定某次碰撞前快中子速率為v₀，靶核H核靜止．試通過計算說明，此次碰撞后中子的速度變?yōu)槎嗌伲?已知?dú)浜速|(zhì)量和中子質(zhì)量近似相等)．

Answer 1

①2U＋n―→Xe＋Sr＋3n；（2分）

②中子質(zhì)量為m，原來速度為v₀，碰撞后速度為v₁，

質(zhì)子質(zhì)量為M，碰撞后速度為v₂，則由動量守恒得：

mv₀＝mv₁＋Mv₂，能量守恒得：（2分）

mv＝mv＋Mv，（2分）

得v₁＝v₀，v₂＝v₀，（2分）

由于中子質(zhì)量m與質(zhì)子質(zhì)量M近似相等，

即m＝M，則v₁＝0. （1分）