Question

已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，

3 2

He核的质量为3.0150u，（1u相当于931.5MeV的能量）
（1）写出两个氘核聚变成

3 2

He的核反应方程．
（2）计算上述核反应中释放的核能．
（3）若两个氘核以相等的大小为0.35MeV的动能做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的

3 2

He核的动能是多少？

Answer 1

分析：根据质量数守恒和核电荷数守恒书写核反应方程．
先求出核反应中质量亏损，再由爱因斯坦质能方程，求出核反应中释放的核能；
两氘核对心碰撞过程，遵守动量守恒和能量守恒根据动量守恒和能量守恒列方程求解．

解答：解：（1）由质量数守恒和核电荷数守恒，写出核反应方程为：

2 1

H+

2 1

H→

3 2

He+

1 0

n
（2）反应过程中质量减少了：
△m=2×2.0136u-1.0087u-3.0150u=0.0035u
反应过程中释放的核能△E=0.0035×931.5MeV=3.26MeV
（3）设

1 0

n核和

3 2

He的动量分别为P₁和P₂，由动量守恒定律得：O=P₁+P₂
由此得P₁和P₂大小相等
由动能和动量关系E=

P2

2m

及

3 2

He核和

1 0

n质量关系
得：中子的动能E₁是

3 2

He核动能E₂的3倍　　即E₁：E₂=3：1
由能量守恒定律得：E₁+E₂=△E+2×0.35
由以上可以算出：E₂=0.99MeV
答：（1）核反应方程为：

2 1

H+

2 1

H→

3 2

He+

1 0

n．
（2）上述核反应中释放的核能为3.26MeV．
（3）反应中生成的

3 2

He核的动能是0.99MeV．

点评：对于核反应书写核反应方程，要抓住微观粒子的碰撞，相当于弹性碰撞，遵守两大守恒：动量守恒和能量守恒．