核能也称原子能，是原子核结构发生变化时释放出来的巨大能量，包括裂变能和聚变能两种主要形式，目前核能发电利用的是核裂变，其核反应堆采用的原料是铀235，在核反应堆中一般用石墨做慢化剂使快中子减速成为慢中子，实现链式反应，与核裂变相比，核聚变反应释放能量的效率更高，但反应条件苛刻，在实验室中模拟完成可控核聚变需要温度达到1亿度，其原理是一个氘核和一个氚核结合后生成一个氦核和一个中子。在氘与氚两核达到核力作用范围完成核聚变前必须克服库仑斥力做的总功为W=10-14J，将微观粒子间的相互作用类比碰撞。
（1）已知碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的，求速度大小为v0的快中子经过两次碰撞后末速度的大小；
（2）为计算方便，假设质子、中子的质量均为m,若一个氚核与一个速度大小相等的氘核发生对心碰撞，达到核力作用范围，不计周围粒子影响，反应前氘核的动能至少多大。（计算结果保留三位有效数字）
【答案】（1）速度大小为v0的快中子经过两次碰撞后末速度的大小为 ；
（2）一个氚核与一个速度大小相等的氘核发生对心碰撞，达到核力作用范围，不计周围粒子影响，反应前氘核的动能至少为4.17×10-15J。
v
2
=
121
169
v
0
（2）一个氚核与一个速度大小相等的氘核发生对心碰撞，达到核力作用范围，不计周围粒子影响，反应前氘核的动能至少为4.17×10-15J。
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：55引用：1难度：0.4
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1．两个动能均为0.59MeV的氘核对心正碰，聚变后生成氦3，同时放出一个中子。已知氘核的质量为3.3426×10-27kg,氦3的质量为5.0049×10-27kg,中子的质量为1.6745×10-27kg,假设碰前的动能和聚变中释放出的核能都转变成了氦3和中子的动能。求：
（1）写出上述核反应方程；
（2）核反应中释放的核能（单位用MeV，保留三位有效数字）；
（3）核反应中产生的氦3的动能（单位用MeV）。发布：2024/11/11 8:0:1组卷：65引用：1难度：0.3 -
2．1932年，有人使动能为0.5MeV的质子与静止的
Li核碰撞，发现有两个同样的新核产生，这个核反应方程式为．实验中测得放出的那两个新核的动能之和为17.6MeV，已知上述反应中放出的那种新核的质量为6.6466×10-27kg,73H和11Li的质量分别为1.6726×10-27kg和11.6505×10-27kg,则反应中质量亏损Δm=kg,按爱因斯坦质能关系，相当于放出MeV的能量，这个计算值与实验结果符合得很好，从而证实了爱因斯坦的质能方程．73发布：2024/11/10 8:0:1组卷：24引用：1难度：0.7 -
3．两个动能均为0.35MeV的氘核对心正碰，聚变后生成氦3，同时放出一个中子。已知氘核的质量为3.3426×10-27kg,氦3的质量为5.0049×10-27kg,中子的质量为1.6745×10-27kg.假设碰前的动能和聚变中释放出的核能都转变成了氦3和中子的动能。求：
（1）写出上述核反应方程；
（2）核反应中释放的核能（单位用MeV，保留三位有效数字）；
（3）核反应中产生的氦3的动能（单位用MeV）。发布：2024/11/11 8:0:1组卷：102引用：3难度：0.7
