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mD=2.01360u,氦核的质量mHe=3.0150u,中

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  • 解题思路:(1)根据核反应方程的质量数与质子数守恒,即可求解;

    (2)根据质能方程求出释放能量,即可求解;

    (3)根据动量守恒定律,结合能量守恒定律,即可求解.

    (1)聚变的核反应方程:2

    21H→

    32He+

    10n;

    (2)核反应过程中的质量亏损:△m=2mD-mHe-mn=0.0035u;

    释放的核能:△E=△mc2=0.0035×931.5 MeV≈3.26 MeV.

    (3)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零,

    即:0=mHevHe+mnvn

    反应前后总能量守恒,可得:[1/2]mHev2He+[1/2]mnv2n=△E+2Ek0

    解得:EkHe=0.99MeV;

    Ekn=2.97MeV;

    答:(1)聚变方程:2

    21H→

    32He+

    10n;

    (2)释放的核能3.26 MeV;

    (3)产生的氦核和中子两者的动能分别是0.99MeV与2.97MeV.

    点评:

    本题考点: 爱因斯坦质能方程;裂变反应和聚变反应.

    考点点评: 质能方程是原子物理中的重点内容之一,该知识点中,关键的地方是要知道反应过程中的质量亏损等于反应前的质量与反应后的质量的差.注意动量守恒定律与总能量守恒定律综合运用是解题的突破口.