吉林大学原子物理课后答案

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仑力为f,则有fR?E,由此得:

E6e2f??2

R5R采用SI制,则:

16e2f??276.48牛顿?28.18公斤. 24??05R734Li(p,a)2He的反应能.有关同位素的质量如

所以:原子核中二质子之间的库仑力为28.18公斤.

10.6 算出

147下:1H,1.007825;2He,4.002603;3Li,7.015999.

解:核反应方程式如下:

73144Li?1p?2He?2He

Q?[(m0?m1)?(m2?m3)]c2?[(7.015999?13.007825)?(2?4.002603)]?931.5MeV?17.35MeV

反应能是17.35MeV,大于零,是放能反应.

10.7 在第六题的核反应中,如果以1MeV的质子打击Li,问在垂直于质子束的方向观测到的2He能量有多大?

解:根据在核反应中的总质量和联系的总能量守恒,动量守恒,可知,反应所产生的两个相同的2He核应沿入射质子的方向对称飞开。如图所示。

根据动量守恒定律有:P1?P2?P3

矢量P1,P2,P3合成的三角形为一个等腰三角形,二底角皆为?.

又因为m2?m3,因而有E2?E3

已知反应能Q?17.35MeV,由能量守恒定律得:Q?E2?E3?E1其中E1?1MeV 由此可得: E2?E3?44??????1(Q?E1)?9.175MeV 2反应所生成的?粒子其能量为9.175MeV.

42He核飞出方向与沿入射质子的方向之间的夹角为?:

P3?P1?P2?2P1P2cos?

由于P?2ME

2222所以得:Q?(1?2A1A2E1E2A2A)E2?(1?1)E1?cos? A3A3A3(质量之比改为质量数之比)

A1?1,A2?A3?4代入上式得:3E1?E1E2cos?4 32E2?Q?E14?cos???0.0825E1E2Q?2E2????85?16'4由此可知,垂直于质子束的方向上观察到的2He的能量近似就是9.175MeV。

23510.8 试计算1克

U裂变时全部释放的能量约为等于多少煤在空气中燃烧所放出的热

6?13能(煤的燃烧约等于33?10焦耳/千克;1MeV?1.6?10焦耳)。

解:裂变过程是被打击的原子核先吸收中子形成复核,然后裂开。

235921U?0n?23692U?X?Y

我们知道,在A=236附近,每个核子的平均结合能是7.6MeV;在A=118附近,每一个

核子的平均结合能量是8.5 MeV。所以一个裂为两个质量相等的原子核并达到稳定态时,总共放出的能量大约是:

??2?236?8.5MeV?236?7.6MeV?210MeV 2?13而1MeV?1.6?101克

235焦耳,所以:??3.36?10?11焦耳。

U中有N个原子;

MN0?2.56?1021 AE?N??8.6?1010焦耳N?它相当的煤质量M?2.6?10公斤?2.6吨。

10.9 计算按照(10.8-1)式中前四式的核聚变过程用去1克氘所放出的能量约等于多少煤在空气中燃烧所放出的热能(煤的燃烧热同上题)。

解:四个聚变反应式是:

完成此四个核反应共用六个H,放出能量43.2 MeV,平均每粒H放出7.2 MeV,单位质量的H放出3.6 MeV。1克氘包含N粒H,则

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