两个氘核聚变产生一个中子和氦核(氦的同位素)．已知氘核的质量mD＝2.01360 u，氦核的质量mHe＝3.0150 u，中子的质量mn＝1.0087 u .(

题文

两个氘核聚变产生一个中子和氦核(氦的同位素)．已知氘核的质量m_D＝2.01360 u，氦核的质量m_He＝3.0150 u，中子的质量m_n＝1.0087 u   .
(1)写出聚变方程并计算释放的核能．
(2)若反应前两个氘核的动能均为0.35 MeV.它们正面对撞发生聚变，且反应后释放的核能全部转化为动能，则产生的氦核和中子的动能各为多大？

题型：未知 难度：其他题型

答案

(1) 3.26 MeV(2) E_kHe＝0.99 MeV，E_kn＝2.97 MeV.

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解析

(1)聚变的核反应方程2

H→

He＋

n，核反应过程中的质量亏损为Δm＝2m_D－(m_He＋m_n)＝0.0035 u
释放的核能为ΔE＝0.0035×931.5 MeV＝3.26 MeV.
(2)对撞过程动量守恒，由于反应前两氘核动能相同，其动量等值反向，因此反应前后系统的动量为0，即
0＝m_Hev_He＋m_nv_n，反应前后总能量守恒，得


m_Hev

＋

m_nv

＝ΔE＋2E_k0，
解得E_kHe＝0.99 MeV，E_kn＝2.97 MeV.

考点

据考高分专家说，试题“两个氘核聚变产生一个中子和氦核(氦的同位.....”主要考查你对 [原子核的组成 ]考点的理解。

原子核的组成

原子核的结构:

卢瑟福的核式结构模型：

实验基础a粒子散射实验模型理论在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转模型特点(1)核很小，原子直径的数量级约为10^-10m，而核直径的数量级只有10^-15m (2)核很重，原子的质量几乎全部集中在核里
(3)库仑力作为电子绕核旋转的向心力意义明确了原子结构的空间分布、质量分布、电荷分布对散射结果的解释按照核式结构模型，由于原子核很小，大部分α粒子穿过金箔时都离核很远，受到的斥力很小，它们的运动几乎不受影响；只有极少数α粒子从原子核附近飞过，明显地受到原子核的库仑斥力作用而发生大角度的偏转