两个氘核聚变产生一个中子和氦核(氦的同位素)。已知氘核的质量,m0=2.0136u,氦核的质量3.0150u,中子的质量,mu=1.0087u(1u相当于931
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两个氘核聚变产生一个中子和氦核(氦的同位素)。已知氘核的质量,m0=2.0136u,氦核的质量3.0150u,中子的质量,mu=1.0087u(1u相当于931
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两个氘核聚变产生一个中子和氦核(氦的同位素)。已知氘核的质量,m
0
=2.0136u,氦核的质量
3.0150u,中子的质量,m
u
=1.0087u(1u相当于931MeV)。
(1)写出聚变方程并计算释放的核能。
(2)若反应前两个氘核的动能均为0.35MeV。它们对心正碰发生聚变,且反应后释放的核能全部转化为动能,则产生的氦核和中子的动能各为多大?
答案
(1)3.26MeV (2)2.97MeV
解析
(1)聚变的核反应方程:
……………………(2分)
核反应过程中的质量亏损为
释放的核能为
…………(2分)
(2)对撞过程动量守恒,由于反应前两氘核动能相同,其动量等值反向,因此反应前后系统的动量为0,即
…………………………(1分)
反应前后总能量守恒,即
…………(1分)
解得
……………………(2分)
举一反三
(2)静止的锂核
6
3
Li俘获一个速度为8×10
6
m/s的中子,发生核反应后若只产生了两个新粒子,其中一个粒子为氮核
4
2
He,它的速度大小是8×10
6
m/s,方向与反应前的中子速度方向相同,求反应后产生的另一个粒子的速度。
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一个氘核(
)和一个氚核(
)结合一个氦核(
)时,质量亏损为
。已知阿伏加德罗常数为
,真空中的光速为
。若1mol氘核完全发生核反应生成氦核,则这个反应中释放的能量为
A.
B.
C.
D.
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在核反应堆里,用石墨作减速剂,使铀核裂变所产生的快中子通过与碳核不断的碰撞而被减速。假设中子与碳核发生的是弹性正碰,且碰撞前碳核是静止的。已知碳核的质量近似为中子质量的12倍,中子原来的动能为E
0
,试求:
(1)经过一次碰撞后中子的能量变为多少?
(2)若E
0
=1.76MeV,则经过多少次碰撞后,中子的能量才可减少到0.025eV。
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天文学家测得银河系中的氦的含量约为25%,有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两条:一是宇宙诞生后的3分钟内生成;二是宇宙演化到恒星诞生后,由恒星内部的氢核聚变反应生成的,氢核聚变反应可简化为4个氢核(
H)聚变成氦核(
H
e
),同时放出2个正电子(
e)和2个中微子(
)。已知氦核质量
4.0026u,氢核质量
=1.0078u,电子质量
=0.0005u,中微子
质量为零,1u相当于931.5 MeV的能量,则该核反应方程式和一次反应中释放出的核能分别为 ( )
A.
B.
C.
D.
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2006年3月23日央视报道,中科院离子物理所经过八年的艰苦奋斗努力,终于率先建成了世界上第一个全超导的托克马克试验装置并调试成功;这种装置被称为“人造太阳”(如图1所示),它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续的输出能量,就像太阳一样为人类提供无限清洁的能源。在下列核反应方程中有可能是该装置内部所进行的核反应的是( )
A.
B.
C.
D.
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