题目

用质子流轰击固态的重水D2O，当质子和重水中的氘核发生碰撞时，系统损失的动能如果达到核反应所需要的能量，将发生生成 He核的核反应． （1） 写出质子流轰击固态的重水D2O的核反应方程； （2） 当质子具有最小动能E1=1.4MeV时，用质子流轰击固态的重水D2O（认为氘核是静止的）可发生核反应；若用氘核轰击普通水的固态冰（认为质子是静止的）时，也能发生同样的核反应，求氘核的最小动能E2 ． 已知氘核质量等于质子质量的2倍． 答案： 解：根据电荷数守恒、质量数守恒得，11H+12D→23He答：质子流轰击固态的重水D2O的核反应方程为11H+12D→23He 解：设质子、氘核的质量分别为m、M，当质子和氘核发生完全非弹性碰撞时，系统损失的动能最大．由动量守恒：mv0=（m+M）v质子轰击氘核损失的动能：△E1= 12mv02−12(m+M)v2E1= 12 mv02解得：△E1= MM+mE1同理可得，氘核轰击质子系统损失的动能：△E2= mM+mE2由于用质子轰击氘核和用氘核轰击质子核反应相同，故发生核反应所需的能量相同，由题意：△E1=△E2   mM=12联立解得：E2=2.8MeV     答：氘核的最小动能为2.8MeV．

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