- 质量亏损
- 共232题
用中子轰击锂核()发生核反应,生成氚核(
)和α粒子,同时释放出
的核能(
)。
(1)写出上述核反应方程。
(2)计算核反应过程中的质量亏损(以千克为单位,计算结果保留两位有效数字)。
(3)若反应前中子以的动能和锂核发生正碰,且碰撞前中子和锂核具有等大反向的动量,核反应过程中释放出的核能全部转化为动能,则反应后生成的氚核和α粒子的动能各为多大?
正确答案
解:(1)
(2)根据△E=△Mc2,得△M=8.5×10-30 kg
(3)由,得
由
代入数据得
一个高能γ光子,经过重核附近时与原子核场作用,能产生一对正负电子,请完成相应的反应方程:γ→_____________。已知电子质量m1=9.1×10-31 kg,光在真空中的传播速度为c=3×108 m/s,则γ光子的能量至少为_____________J。(取2位有效数字)
正确答案
,1.6×10-13
用质子轰击锂核Li,生成两个α粒子.已知质子的初动能是E1=0.6Mev,质子、α粒子和锂核的质量分别为mH=1.0073u,mα=4.0015u,mLi=7.0160u.
(1)写出核反应方程.
(2)核反应前后的质量亏损△m=?
(3)核反应中释放的能量△E=?
(4)核反应释放的能量全部增加了两个α粒子的动能,则核反应后两个α粒子具有的总动能Ek是多少?
正确答案
(1)根据题意可知该反应的核反应方程式:Li+
H→2
He;
(2)核反应前后的质量亏损△m=1.0073+7.016u-2×4.0015u=0.0203u
(3)核反应中释放的能量△E=△mC2=18.90945Mev
(4)Ek=△E+E1=19.50945Mev
答:(1)该反应的核反应方程式为:Li+
H→2
He;
(2)核反应前后的质量亏损△m为0.0203u.
(3)核反应中释放的能量△E是18.90945Mev
(4)核反应后两个α粒子具有的总动能Ek是19.50945Mev.
天文学家测得银河系中氨的含量约为25%。有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两条:一是在宇宙诞生后2分钟左右生成的;二是在宇宙演化到恒星诞生后,由恒星内部的氢核聚变反应生成的。
(1)把氢核聚变反应简化为4个氢核()聚变成氦核(
),同时放出2个正电子(
)和2个中微子(
),请写出该氢核聚变反应的方程,并计算一次反应释放的能量。
(2)研究表明,银河系的年龄约为,每秒钟银河系产生的能量约为
(即
)。现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应,试估算银河系中氦的含量。(最后结果保留一位有效数字)
(3)根据你的估算结果,对银河系中氦的主要、生成途径作出判断。(可能用到数据:银河系质量约为,原子质量单位1
,l u相当于1.5×
的能量,电子质量
,氦核质量
,氢核质量
,中微子
质量为零)
正确答案
解:(1)
(2)
氦的含量
(3)由估算结果可知,远小于25%的实际值,所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的
为验证爱因斯坦质能方程△E=△mc2的正确性,设计了如下实验:用动能为E1=0.6 MeV的质子轰击静止的锂核Li,生成两个α粒子,测量两个α粒子的动能之和为E2=19.9 MeV。
(1)写出该核反应方程;
(2)通过计算说明△E=△mc2正确。(已知质子、α粒子、锂核的质量分别为mp=1.007 3 u,mα=4. 001 5 u,mLi=7.016 0 u)
正确答案
解:(1)核反应方程为
(2)核反应的质量亏损△m=mLi+mp-2mα=7.016 0 u+1.007 3 u-2×4.001 5 u=0.020 3 u
由质能方程可得质量亏损释放的能量△E=△mc2=0.020 3×931.5 MeV=18.9 MeV
而系统增加的动能△E'=E2-E1=(19.9-0.6)MeV=19.3 MeV
这些能量正是来自核反应中的质量亏损,在误差允许范围内可视为相等,所以△E=△mc2正确
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