第五节轻核聚变

（1）铀核与α粒子回转半径之比RU∶Rα； （2）α粒子的动能为多少？
解： （1） 239 Pu 射出α粒子的过程中 动量守恒
94
0=mUvU-mαvα
(1)
由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式得
RU =mU vU/qUB Rα =mα vα/qαB （2） 由(1) (2) 得 RU / Rα = qα /qU=2/92=1/46
例9.
静止在匀强磁场中的
239 94
Pu核，沿与磁场垂直的方
向射出一个α粒子后，变成铀的一种同位素核，同时释放能量为
0.09 MeV光子。
Pu 239 94
核的质量为238.99965u，铀核质量为
234.99347u， α粒子的质量为4.001509u，
1u=1.660566×10-27 kg）若不计光子的动量，求：
【分析】算出核反应中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方 程即可求出反应释放的核能。
解答： （1）
12H 12H 23He01n
（2）由题给条件可求得质量亏损为：
Δm=2.0136×2－(3.0150+1.0087)=0.0035u ∴释放的核能为
ΔE=Δmc2=931.5×0.0035=3.26MeV
例2、静止在匀强磁场中的
6 3
Li
原子核，俘获一个
速度为7.7×104 m/s 的中子而发生核反应放出α粒子后
变成一个新原子核，已知中子速度方向与磁场方向垂
直，测得α粒子速度为：2×104m/s，方向与中子速度
方向相同，求：
（1）生成的新核是什么？写出核反应方程式。
（2）生成的新核的速度大小和方向。
（3）若α粒子与新核间相互作用不计，则二者在磁场
= ( 1×7.7×104 - 4 × 2×104 ) ／3
= - 1.0×103 m/s 方向与中子方向相反
（3）由 r=mv/qB∝ mv/q
rα : rH = mαvα/qα ： mHvH/qH =（4×2 ／ 2 ） : （3×0.1）= 40: 3
T=2πm/qB ∝m/q Tα : TH=4/2 : 3/1=2: 3
（2）核反应中释放的核能为
ΔE=Δmc2=(238.999655 - 234.99347 - 4.001509)×931.5
=4.356MeV
由能的转化和守恒定律知 EkU+E kα=ΔE - 0.09 = 4.266MeV ∵pU=pα ∴由EK=1/2·mv2 =p 2/2m EKU / EKα=mα /mU=4/235 ∴ α粒子的动能为 EK α = (EkU+E kα ) × mU ／ (mα +mU )
中运动轨道半径之比及周期之比各为多少？
解： （1）写出核反应方程式
6 3
Li
01n
13H 24He
生成的新核是氚核
6 3
Li
01n
13H
24He
（2）由动量守恒定律 mn vn=mα vα +mH vH
vn= 7.7×104 m/s
vα = 2×104m/s
∴V H =( mn vn- mα vα )/ mH
-
E]
）C
B.
1 2
[(mD
mn
-
mp
)c2
E]
C.
1 2
[(mD
-
mp
-
wenku.baidu.commn
)c2
E]
D.
1 2
[(mD
mn
-
mp
)c2
-
E]
03年江苏高考1
1．下列说法中正确的是
（A）
A．质子与中子的质量不等，但质量数相等
B．两个质子间，不管距离如何，核力总是大于
库仑力
C．同一种元素的原子核有相同的质量数，但中
子数可以不同
D．除万有引力外，两个中子之间不存在其它相
互作用力
加热 高温
几百万 度高温
热核反应
2、热核反应的优点： （1）热核反应释放的能量比裂变大得多。
（2）反应后的废物较易处理。 （3）原料易得。
例1、已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u
3 He 核的质量为3.0150u。求：
2
（1）写出两个氘核聚变成
3 He 的核反应方程式
2
（2）计算上述核反应中释放的核能。
= 4.266 × 235／ 239 = 4.195(MeV)
04年广东5
中子n、质子p、氘核D的质量分别为 mn、mp、mD .
现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解，反
应的方程为 D p n若分解后中子、质子的
动能可视为相等，则中子的动能是 （
A.
1 2
[(mD
-
mp
-
mn
)c2
复习:
1、在原子核反应产生的核能怎样计算？ E=mc2 ∆E= ∆mc2 1u=931.5MeV
2、怎样理解核反应中的质量守恒与质量亏损。
新课教学
一、轻核聚变
某些轻核结合成质量较大的核的核反应过 程，同时放出大量的核能。
例：
3 1
H
12
H
42
He
10
n 17.6MeV
1、轻核聚变的条件：
核子要距 离十分近