Question

2．靜止的鋰核（${\;}_3^6Li$）俘獲一個速度為7.7×10⁶m/s的中子，發(fā)生核反應后若只產(chǎn)生了兩個新粒子，其中一個粒子為氦核（${\;}_2^4He$），它的速度大小是8.0×10⁶m/s，方向與反應前的中子速度方向相同．
①寫出此核反應的方程式；
②求反應后產(chǎn)生的另一個粒子的速度大小及方向；
③此反應過程中是否發(fā)生了質量虧損，說明依據(jù)．

Answer 1

分析 ①根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，書寫核反應方程．
②根據(jù)${\;}_{3}^{6}$Li俘獲中子發(fā)生核反應的過程，動量守恒，根據(jù)動量守恒定律求解未知粒子_x^yX的速度大小和方向．
③表示出反應前后得總動能進行比較解答．

解答 解：①核反應方程式為：${\;}_3^6Li+{\;}_0^1n→{\;}_2^4He+{\;}_1^3H$；
②設中子（${\;}_0^1n$）、氦核（${\;}_2^4He$）和氚核（${\;}_1^3H$）的質量分別為m₁、m₂、m₃，速度分別為v₁、v₂、v₃，
由動量守恒定律得m₁ v₁=m₂ v₂+m₃ v₃；
解得：v₃=-8.1×10⁶m/s，
 即方向與反應前中子的速度方向相反；
③反應前的總動能${E_1}=\frac{1}{2}{m_1}v_1^2$
反應后的總動能${E_2}=\frac{1}{2}{m_2}v_2^2+\frac{1}{2}{m_3}v_3^2$
代入數(shù)據(jù)可知E₂＞E₁，反應中發(fā)生了質量虧損；
答：①寫出此核反應的方程式${\;}_3^6Li+{\;}_0^1n→{\;}_2^4He+{\;}_1^3H$；
②求反應后產(chǎn)生的另一個粒子的速度大小v₃=-8.1×10⁶m/s，及方向反應前中子的速度方向相反；
③此反應過程中發(fā)生了質量虧損，因E₂＞E₁．

點評 微觀粒子的碰撞與宏觀物體的碰撞相似，也遵守動量守恒．書寫核反應方程是基本功，要熟練掌握．