两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核,已知氘核质量为2.0136u,氦核质量为3.0150u,中子质量为1.0087u,则(1)写出核反应方程;(2)算出释放核能
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两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核,已知氘核质量为2.0136u,氦核质量为3.0150u,中子质量为1.0087u,则 (1)写出核反应方程; (2)算出释放核能; (3)若反应前两个氘核的功能均为0.355MeV,反应时发生的是正对撞,设反应后释放的核能全部转化为动能,则反应后氦核与中子的动能各为多大? |
答案
(1) H+H→He+n (2) △E=0.0035×931.5MeV=3.26MeV (3) =2.97MeV=0.99MeV |
解析
核反应中释放的能量可由爱因斯坦方程先计算出质量亏损后进而求得。 (1)核反应方程为 H+H→He+n (2)质量亏损为 △m=2×2.0136―1.0087―3.0150 =0.0035(u) 而对应于1u的质量亏损,释放的核能为931.5MeV,于是上述核反应中释放的能量为 △E=0.0035×931.5MeV=3.26MeV (3)设氘核H,氦核He,中子n的质量数分别为m、m1、m2,于是有 mσ-mσ=m1σ1-m2σ2 mσ2=Ek=0.35MeV m1σ= m2σ= 2Ek+△E=+ 由此解得 =2.97MeV =0.99MeV |
举一反三
在其他能源中,核能具有能量密度大,地区适应性强的优势,在核电站中,核反应堆释放的核能被转化为电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大理核能。 (1)核反应方程式
是反应堆中发生的许多核反应中的一种,n为中子,X为待求粒子,为X的个数,则X为________,=__________,以、分别表示、、核的质量, 分别表示中子、质子的质量,c为光的真空中传播的速度,则在上述核反应过程中放出的核能 (2)有一座发电能力为的核电站,核能转化为电能的效率为.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应,已知每次核反应过程中放出的核能求每年(1年=. |
某实验室工作人员,用初速为v0=0.09c(c为真空中的光速)的α粒子,轰击静止在匀强磁场中的钠原子核Na,产生了质子。若某次碰撞可看作对心正碰,碰后新核的运动方向与α粒子的初速方向相同,质子的运动方向与新核运动方向相反,它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动。通过分析轨迹半径,可得出新核与质子的速度大小之比为1:10,已知质子质量为m。 (1)写出核反应方程; (2)求出质子的速度v(结果保留两位有效数字)。 |
静止在匀强磁场中的核俘获一个运动方向垂直于磁场,速度大小为7.7×104m/s的中子,若发生核反应后只产生了两个新粒子,其中一个粒子为氦核()。反应前后各粒子在磁场中的运动轨迹如图5所示。核与另一种未知新粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为40:3。则: 图5
(1)写出此核反应的方程式 图5 (2)求产生的未知新粒子的速度。 |
2008年10月12日,安徽芜湖核电有限公司成立,以推进安徽首个核电站建设。关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是 ( ) |
镭(Ra)是历史上第一个被分离出来的放射性元素,已知能自发地放出α粒子而变成新核Rn,已知的质量为M1=3.7533×10-25kg,新核Rn的质量为M2=3.6867×10-25kg,α粒子的质量为m=6.6466×10-27kg,现有一个静止的核发生α衰变,衰变后α粒子的速度为3.68×105m/s。则:(计算结果保留两位有效数字) ①写出该核反应的方程式。 ②此反应过程中放出的能量是多少? ③反应后新核Rn的速度是多大? |
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