Question

（9分）在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂。中子在重水中可与核碰撞减速，在石墨中与核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？

Answer 1

重水减速效果更好

试题分析：设中子质量为m_n靶核质量为m，
由动量守恒定律      
由能量守恒定律  
解得：
在重水中靶核质量：则碰后中子速度为  
在石墨中靶核质量：则碰后中子速度为
与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好。
点评：学生知道在弹性碰撞中，两物体动量和能量都守恒，在非弹性碰撞中，只有动量守恒，能量不守恒。