Question

【題目】兩個氘核聚變產生一個中子和一個氦核，已知氘核質量m＝2 . 0136 u，氦核質量m＝3 . 0150 u，中子質量m＝1 . 008 7 u．

（1）寫出聚變方程；

（2）計算釋放的核能；

（3）若反應前兩氘核的動能均為E＝0 . 35 MeV，它們正撞發生聚變，且反應后釋放的核能全部轉變為動能，則反應產生的氦核和中子的動能各為多大？

Answer 1

【答案】（1） （2） （3） ,

【解析】

根據質量數守恒和核電荷數守恒寫出核反應方程式；根據愛因斯坦質能方程即可求出核反應釋放的能量；把兩個氘核作為一個系統，對撞過程中動量守恒，且在反應前后總能量守恒，可根據動量守恒定律及能量守恒定律即可求解反應產生的氦核和中子的動能。

解：（1）聚變的核反應方程：

（2）核反應過程中的質量虧損為

釋放的核能為

（3）對撞過程動量守恒，由于反應前兩氘核動能相同，其動量等值反向，因此反應前后系統的動量為0，即：

反應前后總能量守恒，得：

解得：，