Question

【題目】在可控核反應(yīng)堆中需要給快中子減速，輕水、重水和石墨等常用作減速劑。中子在重水中可與核碰撞減速，在石墨中與核碰撞減速。某反應(yīng)堆中快中子與靜止的靶核發(fā)生對(duì)心正碰。（假設(shè)碰撞過程中無能量損失）

（1）若中子的初速度為v0，求該中子與發(fā)生對(duì)心正碰后的速度大小。

（2）重水與石墨作為減速劑，哪種減速效果更好？

Answer 1

【答案】（1） （2）重水效果好。

【解析】

（1）設(shè)中子的質(zhì)量為mn，靶核質(zhì)量為m，以中子的初速度方向?yàn)檎�方向�?/span>
由動(dòng)量守恒定律：

由能量守恒定律得：

解得：

在重水中靶核質(zhì)量m=2mn，解得：

（2）在石墨中靶核的質(zhì)量m=12mn，在石墨中與核碰撞是時(shí)的速度為：

而在重水中與核碰撞后的速度為，

由上述計(jì)算可知，與重水靶核碰后中子速度較小，故重水減速效果更好。