在核反應(yīng)堆里，用石墨作減速劑，使鈾核裂變所產(chǎn)生的快中子通過(guò)與碳核不斷的碰撞而被減速。假設(shè)中子與碳核發(fā)生的是彈性正碰，且碰撞前碳核是靜止的。已知碳核的質(zhì)量近似為中子質(zhì)量的12倍，中子原來(lái)的動(dòng)能為E0，試求：
（1）經(jīng)過(guò)一次碰撞后中子的能量變?yōu)槎嗌伲?br />（2）若E0＝1.76MeV，則經(jīng)過(guò)多少次碰撞后，中子的能量才可減少到0.025eV。
（1）（2）
按彈性正碰的規(guī)律可求出每次碰撞后中子的速度變?yōu)槎嗌�，�?duì)應(yīng)的動(dòng)能也就可以求解；在根據(jù)每次碰撞前后的動(dòng)能之比與需要減少到0.025eV與原動(dòng)能E0的比值關(guān)系，取對(duì)數(shù)求出碰撞次數(shù)（必須進(jìn)位取整）。
（1）彈性正碰遵循動(dòng)量守恒和能量守恒兩個(gè)規(guī)律。設(shè)中子的質(zhì)量為m，碳核的質(zhì)量為M，有：

由上述兩式整理得：

則經(jīng)過(guò)一次碰撞后中子的動(dòng)能：

（2）同理可得
……

設(shè)經(jīng)過(guò)n次碰撞，中子的動(dòng)能才會(huì)減少至0.025eV，即，，解上式得。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：填空題

在氫原子中，電子（質(zhì)量為m，電荷量為e）繞核做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)從而形成電流，那么電子繞核運(yùn)動(dòng)的周期T=____________（設(shè)靜電力常量為k）.若電子在基態(tài)時(shí)運(yùn)動(dòng)形成的電流為I，當(dāng)它處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài)時(shí)，所形成的電流為_(kāi)___________.

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

、在某些恒星內(nèi)，3個(gè)α粒子結(jié)合成1個(gè)核，原子的質(zhì)量是12.0000u，原子的質(zhì)量是4.0026u．已知kg，則
反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損是多少kg？反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量是多少J？

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，熱核聚變的研究一直圍繞著一個(gè)主題，那就是要實(shí)現(xiàn)可控的核聚變反應(yīng)，造出一個(gè)人造太陽(yáng)，一勞永逸地解決人類(lèi)的能源危機(jī)。在受控核聚變裝置中，需要把核反應(yīng)物質(zhì)——氘（）和氚（）“加熱”到上億度而成為等離子體，而這些等離子體無(wú)法用通常意義上的“容器”盛裝，只能用強(qiáng)磁場(chǎng)來(lái)束縛它們。前不久，中國(guó)科學(xué)家率先建成了世界上第一個(gè)可控全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，模擬太陽(yáng)實(shí)現(xiàn)可控的核聚變。


可控全超導(dǎo)核聚變裝置從內(nèi)到外有五層部件構(gòu)成，比較復(fù)雜�，F(xiàn)在按下面的簡(jiǎn)化模型來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題：如圖所示，設(shè)想最關(guān)鍵的環(huán)狀磁容器是一個(gè)橫截面為環(huán)形的區(qū)域：內(nèi)徑為R1，外徑為R2，區(qū)域內(nèi)有垂直于截面向里的磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。
（1）該核反應(yīng)方程式為：_____________________________；
（2）已知氘（）、氚（）、氦（）核、中子（）的靜質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，那么在每一個(gè)核反應(yīng)中釋放的能量為多少？（已知光速為C）
（3）若等離子體源恰好放置在環(huán)心O點(diǎn)，它能沿半徑方向輻射出各種速率的帶電粒子，這些帶電粒子的最大荷質(zhì)比為k，不計(jì)帶電離子的重力，該磁場(chǎng)能夠約束住的這些帶電粒子的最大速率是多少？
 

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問(wèn)答題

由于鈾235具有俘獲慢中子而發(fā)生裂變的特點(diǎn)，但裂變時(shí)產(chǎn)生的中子速度很大，不易被鈾235俘獲而誘發(fā)新的裂變，所以在核反應(yīng)堆中常用石墨作減速荊，當(dāng)快中子與石墨原子核經(jīng)過(guò)若干次彈性碰撞后變會(huì)變?yōu)槁凶樱O(shè)每次碰撞前石墨的原子核都處于靜止?fàn)顟B(tài)，一個(gè)具有初動(dòng)能E0的中子，去正面彈性碰撞質(zhì)量是中子質(zhì)量的k倍的石墨原子核，試問(wèn)：
(1)第一次碰撞后，中子的動(dòng)能是多少？
(2)第n次碰撞后，中子的動(dòng)能是多少？
 

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

質(zhì)子的質(zhì)量為mp，中子的質(zhì)量為mn，氦核的質(zhì)量為mα，下列關(guān)系式正確的是
A．mα=2mp+2mnB．mα＜2mp+2mn
C．mα＞2mp+2mnD．以上關(guān)系都不對(duì)

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

福島核電站泄漏事故引起了人們對(duì)核安全更多的關(guān)注，如何更安全的利用核能成為人類(lèi)迫切需要解決的問(wèn)題．目前人們獲取核能主要有兩條途徑：重核裂變和輕核聚變，其中核聚變的主要原料是氘，在海水中含量極其豐富．已知氘核的質(zhì)量為m1，中子的質(zhì)量為m2，
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He的質(zhì)量為m3，質(zhì)子的質(zhì)量為m4，則下列說(shuō)法中正確的是 （　�。�
A．兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)
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He所產(chǎn)生的另一個(gè)粒子是中子
B．兩個(gè)氘核聚變成一個(gè)
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He所釋放的核能為（2m1-m3-m4）c2
C．福島核電站是采用聚變釋放能量的
D．與現(xiàn)行的核反應(yīng)堆放能相比，受控核聚變不產(chǎn)生具有放射性的廢物

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

在相對(duì)論中，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A．一切運(yùn)動(dòng)物體相對(duì)于觀察者的速度都不能大于真空中的光速
B．物質(zhì)的引力使光線彎曲
C．引力場(chǎng)的存在使得空間不同位置的時(shí)間進(jìn)程出現(xiàn)差別
D．慣性系中的觀察者觀察一個(gè)相對(duì)他做勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘時(shí)，會(huì)看到這個(gè)時(shí)鐘的示數(shù)與相對(duì)他靜止的同樣的時(shí)鐘的示數(shù)相同

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

右圖給出了核子平均質(zhì)量（原子核的質(zhì)量除以核子數(shù)）與原子序數(shù)的關(guān)系。下列說(shuō)法中正確的是
A．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型
B．天然放射性元素在衰變過(guò)程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，放出的放射線通過(guò)磁場(chǎng)，其中一定不偏轉(zhuǎn)的射線是γ射線
C．由圖可知，原子核A裂變成原子核B和C要放出核能
D．由圖可知，原子核D和E聚變成原子核F要吸收核能

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