Question

靜止的鋰核（Li）俘獲一個速度為7.7×10⁶ m/s的中子，發生核反應后若只產生了兩個新粒子，其中一個粒子為氦核（He），它的速度大小是8.0×10⁶ m/s，方向與反應前的中子速度方向相同。

（1）寫出此核反應的方程式；

（2）求反應后產生的另一個粒子的速度大小及方向；

（3）此反應過程中是否發生了質量虧損，說明依據。

Answer 1

解：

（1）Li+nHe+H

（2）用m₁、m₂和m₃分別表示中子（n）、氦核（He）和氚核的質量，由動量守恒定律得m₁v₁+m₂v₂+m₃v₃=0

代入數值，得v₃=-8.1×10⁶ m/s，

即反應后生成的氚核的速度大小為8.1×10⁶ m/s

方向與反應前中子的速度方向相反。

（3）反應前的總動能E₁=m₁v₁²

反應后的總動能E₂=m₂v+m₃v

經計算知E₂＞E₁，故可知反應中發生了質量虧損。