Question

18．太陽(yáng)和許多恒星發(fā)光是內(nèi)部核聚變的結(jié)果，核反應(yīng)方程${\;}_{1}^{1}$H+${\;}_{1}^{1}$H→${\;}_{a}^$X+${\;}_{1}^{0}$e+ν_e是太陽(yáng)內(nèi)部的許多核反應(yīng)中的一種，其中${\;}_{1}^{0}$e為正電子，v_e為中微子，
①確定核反應(yīng)方程中a、b的值；
②在質(zhì)子與質(zhì)子達(dá)到核力作用范圍完成核聚變前必須要克服強(qiáng)大的庫(kù)侖斥力．設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m，電子質(zhì)量相對(duì)很小可忽略，中微子質(zhì)量為零，克服庫(kù)侖力做功為W．若一個(gè)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)子與一個(gè)速度為零的質(zhì)子發(fā)生上述反應(yīng)，運(yùn)動(dòng)質(zhì)子速度至少多大？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒判斷中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)；
（2）反應(yīng)過(guò)程中根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒列式即可求解．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，知a=1，b=2．
（2）設(shè)運(yùn)動(dòng)質(zhì)子速度為v，且以該速度方向?yàn)檎�方向，此過(guò)程中動(dòng)量守恒，則有：
mv₀=2mv，
根據(jù)能量守恒得：
$-W=\frac{1}{2}（2m）{v}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}$
解得：${v}_{0}=\sqrt{\frac{4W}{m}}$
答：①核反應(yīng)方程中a、b的值分別為1和2；
②運(yùn)動(dòng)質(zhì)子速度至少為$\sqrt{\frac{4W}{m}}$．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道核反應(yīng)方程中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，知道反應(yīng)過(guò)程中根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．