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一个钚的同位素Pu的原子核静止在匀强磁场中.某时刻该原子核垂直于磁场方向放射出一...

一个钚的同位素6ec8aac122bd4f6ePu的原子核静止在匀强磁场中.某时刻该原子核垂直于磁场方向放射出一个α粒子,变成铀的同位素,同时辐射出能量为E=0.09 MeV的光子.已知钚原子核的质量M0=238.999655 u,α粒子的质量m=4.001509 u,反冲核的质量M=234.993470 u.取1 u·c2=931 MeV.

(1)写出衰变的核反应方程.

(2)α粒子和反冲核的动能各是多少?

(3)画出α粒子和反冲核在垂直于纸面向里的匀强磁场中运动轨迹的示意图.

 

(1) Pu→U+He+E (2)4.19 MeV 0.07 MeV (3)见解析图 【解析】(1)由题意根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为Pu→U+He+E. (2)设衰变后α粒子的速度为v,反冲核的速度为v′,根据动量守恒和能量守恒,有mv=Mv′ (M0-M-m)·c2-E=Ekα+EkU≈4.26 MeV 由Ek=,可整理得= 所以Ekα=×4.26 MeV =×4.26 MeV≈4.19 MeV EkU=×4.26 MeV =×4.26 MeV≈0.07 MeV. (3)如图所示.
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(1)放射性物质6ec8aac122bd4f6ePo和6ec8aac122bd4f6eCo的核衰变方程分别为:

6ec8aac122bd4f6ePo→6ec8aac122bd4f6ePb+X1 6ec8aac122bd4f6eCo→6ec8aac122bd4f6eNi+X2

方程中的X1代表的是________,X2代表的是________.

(2)如图15-2-1所示,铅盒内装有能释放α、β和γ射线的放射性物质,在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B,在图(a)、(b)中分别画出射线运动轨迹的示意图.(在所画轨迹上须标明是α、β和γ中的哪种射线)

6ec8aac122bd4f6e

 

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(2009·江苏高考)在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出.中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测.1953年,莱克斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中6ec8aac122bd4f6eH的核反应,间接地证实了中微子的存在.

(1)中微子与水中的6ec8aac122bd4f6eH发生核反应,产生中子(6ec8aac122bd4f6en)和正电子(6ec8aac122bd4f6ee),即

中微子+6ec8aac122bd4f6eH→6ec8aac122bd4f6en+6ec8aac122bd4f6ee

可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是________.(填写选项前的字母)

A.0和0       B.0和1

C.1和0              D.1和1

(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以转变为两个光子(γ),即

6ec8aac122bd4f6ee+6ec8aac122bd4f6ee→2γ

已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31 kg,反应中产生的每个光子的能量约为________J正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是________.

 

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太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为一个氦核的热核反应,这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源.

(1)写出这个核反应方程.

(2)这一核反应能释放出多少能量?

(3)已知太阳每秒释放能量为3.8×1026 J,则太阳每秒减少的质量为多少kg?

(4)若太阳质量减小万分之三,热核反应不能继续进行,计算太阳还能存在多少年?(mp=1.0073 u,mα=4.0015 u,me=0.00055 u,太阳的质量为2×1030 kg)

 

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一个静止的氡核6ec8aac122bd4f6eRn,放出一个α粒子后衰变为钋核6ec8aac122bd4f6ePo,同时放出能量为E=0.26 MeV的光子.假设放出的核能完全转变为钋核与α粒子的动能,不计光子的动量.已知M=222.08663 u、mα=4.0026 u、M=218.0766 u,1 u相当于931.5 MeV的能量.

(1)写出上述核反应方程;

(2)求出发生上述核反应放出的能量;

(3)确定钋核与α粒子的动能.

 

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云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中,一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变,α粒子的质量为m,电荷量为q,其运动轨迹在与磁场垂直的平面内,且轨道半径为R,试求衰变过程中的质量亏损.(注:涉及动量问题时,亏损的质量可忽略不计)

 

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