题目
已知原子核质量为209.982 87u,原子核质量为205.976 46u,原子核的质量为4.002 60u,静止的核在α衰变中放出α粒子后变成,求: (1)在衰变过程中释放的能量; (2)α粒子从Po核中射出时的动能; (3)反冲核的动能(已知1 u=931.5 MeV,且核反应释放的能量只转化为动能).
答案:(1)5.412 MeV(2)5.31 MeV(3)0.10 MeV 解析:在衰变过程中有质量亏损,并释放能量,而α粒子由P0核放出时与新核组成的系统动量守恒.产生的核能可认为完全以动能的形式存在,根据动量守恒关系,可求出反应过程中α粒子和反冲核的动能. (1)衰变方程+; 衰变过程中质量亏损为: Δm=209.982 87 u-205.974 46 u-4.002 60 u=0.005 81 u. 反应后释放出的能量为ΔE=0.005 810×931.5 MeV=5.412 MeV. (2)因衰变前后动量守恒,则衰变后α粒子和铅核的动量大小相等、方向相反,而P=mv= 则 即mαEkα=mPb·EkPb, 则4Ekα=206EkPb ① 又因核反应释放的能量只转化为两者的动能,故:Ekα+EkPb=ΔE=5.412 MeV, ② 由①②得:α粒子从钋核中射出的动能Ekα=5.31 MeV. (3)反冲核即铅核的功能EkPb=0.10 MeV.