Question

靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的鋰核

63

Li俘獲一個(gè)速度為7.7×10⁴m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，反應(yīng)中放出α粒子及一個(gè)新核，已知α粒子的速度大小為2×10⁴m/s，方向與反應(yīng)前的中子速度方向相同，如圖所示，設(shè)質(zhì)子質(zhì)量與中子質(zhì)量相等．
（1）寫(xiě)出核反應(yīng)方程式；
（2）求新生核的速度；
（3）當(dāng)α粒子旋轉(zhuǎn)6周時(shí)，新生核旋轉(zhuǎn)幾周．

Answer 1

（1）核反應(yīng)方程為：

63

Li

+

10

n

→

31

H

+

42

He
（2）核反應(yīng)前后動(dòng)量守恒：m_nv_n=m_Hv_H+m_av_a
所以vH=

1×7.7×104-4×2×104

3

=1×10³m/s，方向與中子方向相反
（3）α粒子和氚核在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為
Ta=

2πma

qaB

TH=

2πmH

qHB

當(dāng)α粒子旋轉(zhuǎn)6周時(shí)，新生核旋轉(zhuǎn)n周，則：
6T_a=nT_H
聯(lián)立解得：n=4
答：（1）核反應(yīng)方程式

63

Li

+

10

n

→

31

H

+

42

He；
（2）新生核的速度1×10³m/s；
（3）當(dāng)α粒子旋轉(zhuǎn)6周時(shí)，新生核旋轉(zhuǎn)4周．