由于铀235具有俘获慢中子而发生裂变的特点，但裂变时产生的中子速度很大，不易被铀235俘获而诱发新的裂变，所以在核反应堆中常用石墨作减速荆，当快中子与石墨原子核

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由于铀235具有俘获慢中子而发生裂变的特点，但裂变时产生的中子速度很大，不易被铀235俘获而诱发新的裂变，所以在核反应堆中常用石墨作减速荆，当快中子与石墨原子核经过若干次弹性碰撞后变会变为慢中子．设每次碰撞前石墨的原子核都处于静止状态，一个具有初动能E₀的中子，去正面弹性碰撞质量是中子质量的k倍的石墨原子核，试问：
(1)第一次碰撞后，中子的动能是多少？
(2)第n次碰撞后，中子的动能是多少？

答案

（1）

（2）

解析

(1)设第一次碰撞后中子与碳核的速度分别为

，由动量守恒和能量守恒有

，

，
所以

，负号说明碰撞后速度方向与原方向相反，

。
(2)由以上分析可知：第二次碰撞后中子速度大小为

，
第三次为

，
第n次为

，所以

。

举一反三

核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源.近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站.一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦，并释放一个中子.若已知氘原子的质量为

，氚原子的质量为

，氦原子的质量为4.0026u，中子的质量为1.0087u，

.
小题1:写出氘和氚聚合的反应方程.
小题2:试计算这个核反应释放出来的能量.
小题3:若建一座功率为

的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量？
（一年按

计算，光速

，结果取二位有效数字）

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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，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?

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（2）静止的锂核⁶₃Li俘获一个速度为8×10⁶ 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⁴₂He，它的速度大小是8×10⁶m/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E₀，试求：
（1）经过一次碰撞后中子的能量变为多少？
（2）若E₀＝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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