静止在匀强磁场中的63Li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(42He).

静止在匀强磁场中的63Li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(42He).

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静止在匀强磁场中的
63
Li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(
42
He).反应前后各粒子在磁场中的运动轨迹如图所示.
42
He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.
(1)写出此核反应的方程式.
(2)求产生的未知新粒子的速度.
(3)若
63
Li核的质量为m1,中子的质量为m2
42
He核的质量为m3,产生的新粒子的质量为m4,光在真空中的速度为c,计算上述核反应释放的核能.
答案
(1)核反应方程为:
63
Li
+10
n
42
He
+31
H

(2)设中子,氦核、氘核的质量分别为m1、m2、m3,速度大小分别为v1、v2、v3,粒子做匀速圆周运动的半径为R,
qvB=
mv2
R
得:R=
mv
qB

RHe
RH
=
40
3
,可得:
m2v2
m3v3
=
q2BRHe
q3BRH
=
2×40
3
=
80
3

由动量守恒定律得:m1v1=m2v2+m3v3
由径迹图象可知v2与v1同向,v3与v1反向,即:m1v1=
80
3
m3v3-m3v3

解得v3=1×103m/s,方向与中子速度方向相反
(3)质量损△m=m1+m2-m3-m4
释放的核能△E=△mc2=(m1+m2-m3-m4)c2
答:(1)核反应方程为:
63
Li
+10
n
42
He
+31
H

(2)产生的未知新粒子的速度v3=1×103m/s,方向与中子速度方向相反
(3)上述核反应释放的核能为(m1+m2-m3-m4)c2
举一反三
用光子能量为E的光束照射容器中的氢气,氢原子吸收光子后,能发射频率为ν1、ν2、ν3的三种光子,且ν1<ν2<ν3.入射光束中光子的能量应是(  )
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A.hν1B.h(ν23C.h(ν12D.h(ν123
一个中子和一个质子结合成氘核时要放出2.22MeV的能量,这些能量以γ光子的形式辐射出来.这一过程的核反应方程是______,质量亏损为______kg,此光子的波长为______m.
历史上第一次利用加速器实现的核反应,是用加速后动能为0.5MeV的质子
11
H轰击静止的
AZ
X,生成两个动能均为8.9MeV的
42
He.(1MeV=1.6×10-13J)
①上述核反应方程为______.②质量亏损为______kg.
福岛核电站泄漏事故引起了人们对核安全更多的关注,如何更安全的利用核能成为人类迫切需要解决的问题.目前人们获取核能主要有两条途径:重核裂变和轻核聚变,其中核聚变的主要原料是氘,在海水中含量极其丰富.已知氘核的质量为m1,中子的质量为m2的质量为m3,质子的质量为m4,则下列说法中正确的是 (  )
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A.两个氘核聚变成一个所产生的另一个粒子是中子
B.两个氘核聚变成一个所释放的核能为(2m1-m3-m4)c2
C.福岛核电站是采用聚变释放能量的
D.与现行的核反应堆放能相比,受控核聚变不产生具有放射性的废物
下列说法正确的是
 
A.衰变方程
B.是核聚变反应方程
C.是核裂变反应方程
D.是原子核的人工转变方程