已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087uHe核的质量为3.0150u；(1)写出两个氘核聚变成He核反应方程；(2)计算上述核反应中释放的核能；(3)若两个氘核以相等的动能0.35
已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087uHe核的质量为3.0150u；
(1)写出两个氘核聚变成He核反应方程；
(2)计算上述核反应中释放的核能；
(3)若两个氘核以相等的动能0.35MeV作对心碰撞即可发生上述核反应，其释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的He核和中子的动能各是多少?
(1)H+H→He+n
(2)3.26MeV
(3)0.99MeV2.97MeV
解析:应用质量数守恒和核电荷数守恒不难写出核反应方程为21H+21H→32He+10n
其质量亏损
Δm=2mD-(mHe+mn)
=2×2.0136u-(3.0150+1.0087)u
=0.0035u
因1u相当于931.5MeV，所以核反应释放的核能为ΔE=0.0035×931.5MeV=3.26MeV。
题设该核反应中释放的核能全部转化为机械能——即转化为32He核和中子的动能。
设32He核和中子的质量分别为m1、m2速度大小分别为v1、v2，则由动量守恒及能量的转化和守恒定律得
m1v1-m2v2=0 ①
E1+E2=2E0+ΔE ②
上式中E1为32He的动能，E2为中子的动能
E1=m1v21E2=m2v22
E1E2= ③
由②、③联立解得
E1=(2E0+ΔE)
=(2×0.35+3.26)MeV
=0.99MeV
E2=(2E0+ΔE)=×(2×0.35+3.26)MeV
=2.97MeV