Question

在自然界，“氮－4”的原子核有两个质子和两个中子，称为玻色子；而“氦－3”只有一个中子，称为费米子，“氦－3”是一种目前已被世界公认的高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料。

(1)质子数与中子数互换的核互为“镜像核”，例如是的“镜像核”，同样也是的“镜像核”，则下列说法正确的是________。

A．和互为“镜像核”

B．和互为“镜像核”

C．β衰变的本质是一个中子转变为一个质子，同时放出一个电子

D．核反应＋―→＋的生成物中有α粒子，该反应是α衰变

(2)宇宙射线每时每刻都在地球上引起核反应．自然界的¹⁴C大部分是宇宙射线中的中子轰击“氮－14”产生的，核反应方程式为＋―→＋，若中子的速度为，反应前“氮－14”的速度认为等于零，反应后生成的¹⁴C粒子的速度为，其方向与反应前中子的运动方向相同。

①求反应中生成的另一粒子的速度；

②假设此反应中放出的能量为0.9MeV，求质量亏损。

Answer

（1）BC；（2）①反应中生成的另一粒子的速度大小为：5.2×106 m/s，方向：与中子原速度方向相同；②假设此反应中放出的能量为0.9MeV，质量亏损为：1.6×10﹣30 kg。

【解析】

(1)[1]AB．质子数与中子数互换的核互为“镜像核”，故A错误，B正确；

C．β衰变的本质是一个中子转变为一个质子，同时放出一个电子，故C正确；

D．α衰变是重核裂变放出α粒子的核反应，故D错误；

故选BC；

(2)①轰击前后系统动量守恒，选中子速度方向为正方向，由动量守恒定律得：

解得，氢核速度：

方向：与中子原速度方向相同；

②由爱因斯坦质能方程得：

解得：

【点晴】

(1)根据“镜像核”的概念分析答题；β衰变的实质是中子释放一个电子而变成质子；原子核释放出α粒子的衰变是α衰变。(2)①核反应过程系统动量守恒，应用动量守恒定律可以求出粒子速度；②应用爱因斯坦质能方程可以求出质量亏损。