Question

用中子轟擊鋰核（₃⁶Li）發(fā)生核反應(yīng)，生成氚核（₁³H）和α粒子，同時釋放出4.8MeV的核能（1eV=1.6×10^-19J）．
（1）寫出上述核反應(yīng)方程．
（2）計算核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損（以千克為單位，計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（3）若反應(yīng)前中子以0.3MeV的動能和鋰核發(fā)生正碰，且碰撞前中子和鋰核具有等大反向的動量，核反應(yīng)過程中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為動能，則反應(yīng)后生成的氚核和α粒子的動能各為多大？

Answer 1

分析：（1）α粒子的符號是₂⁴He，寫出核反應(yīng)方程．
（2）由愛因斯坦質(zhì)能方程求出核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損．
（3）動能和鋰核發(fā)生正碰，動量守恒，能量也守恒．反應(yīng)后生成的氚核和α粒子的總動能等于核反應(yīng)過程中釋放出的核能與碰撞前中子和鋰核總動能之和．

解答：解：（1）上述核反應(yīng)方程是：₀¹n+₃⁶Li→₁³H+₂⁴He．
（2）根據(jù)△E=△Mc²，得△M=

△E

c2

=

4.8×106×1.6×10-19

(3×108)

kg=8.5×10^-30kg                
（3）由EK=

p2

2m

得：EKLi=

1

6

EKn=0.05MeV
根據(jù)動量守恒和能量守恒得：

由 0= 2mHEKH - 2mHeEKHe EKH+EKHe=△E+EKn+EKLi 代入數(shù)據(jù)得：EKH=2.94MeV，EKHe=2.21MeV.

答：（1）上述核反應(yīng)方程是：₀¹n+₃⁶Li→₁³H+₂⁴He．
（2）核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為8.5×10^-30kg．
（3）反應(yīng)后生成的氚核和α粒子的動能各為2.94MeV和2.21MeV．

點評：微觀粒子的碰撞是彈性，遵守兩大守恒：動量守恒和能量守恒．書寫核反應(yīng)方程是基本功，要熟練．