Question

【題目】海水中含有豐富的氘，完全可充當未來的主要能源。兩個氘核的核反應為，其中氘核的質量為2.0136 u，氦核的質量為3.0150 u，中子的質量為1.0087 u。1 u相當于931.5 MeV的能量。求：

(1)核反應中釋放的核能；（結果保留兩位小數）

(2)在兩個氘核以相等的動能0.35 MeV進行對心碰撞，并且核能全部轉化為機械能的情況下，求反應中產生的中子和氦核的動能．（結果保留兩位小數）

Answer 1

【答案】（1）3.26 MeV（2）2.97 MeV 0.99 MeV

【解析】

（1）先求出核反應中質量虧損，再由愛因斯坦質能方程，求出核反應中釋放的核能；
（2）兩氘核對心碰撞過程，遵守動量守恒和能量守恒根據動量守恒和能量守恒列方程求解；

（1）質量虧損

由可知釋放的核能：

（2）把兩個氘核作為一個系統，碰撞過程中系統的動量守恒，由于碰撞前兩氘核的動能相等，其動量等大、反向，反應前后系統的總動量為零，即

反應前后系統的總能量守恒，即

由，動能和動量的關系，及

解得

由以上各式代入已知數據得，。