Question

已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，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He核的动能是多少？

Answer

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．
【解析】
（1）由质量数守恒和核电荷数守恒，写出核反应方程为：H+H→He+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n核和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
由动能和动量关系及He核和n质量关系
得：中子的动能E1是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：H+H→He+n．
（2）上述核反应中释放的核能为3.26MeV．
（3）反应中生成的He核的动能是0.99MeV．