一個(gè)钚的同位素Pu的原子核靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.某時(shí)刻該原子核垂直于磁場(chǎng)方向放射出一個(gè)α粒子,變成鈾的同位素,同時(shí)輻射出能量為E=0.09 MeV的光子.已知钚原子核的質(zhì)量M0=238.999655 u,α粒子的質(zhì)量m=4.001509 u,反沖核的質(zhì)量M=234.993470 u.取1 u·c2=931 MeV.

(1)寫出衰變的核反應(yīng)方程.

(2)α粒子和反沖核的動(dòng)能各是多少?

(3)畫出α粒子和反沖核在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖.

 

【答案】

(1) Pu→U+He+E

(2)4.19 MeV 0.07 MeV (3)見解析圖

【解析】(1)由題意根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得核反應(yīng)方程為Pu→U+He+E.

(2)設(shè)衰變后α粒子的速度為v,反沖核的速度為v′,根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒,有mv=Mv′

(M0-M-m)·c2-E=E+EkU≈4.26 MeV

由Ek,可整理得

所以E×4.26 MeV

×4.26 MeV≈4.19 MeV

EkU×4.26 MeV

×4.26 MeV≈0.07 MeV.

(3)如圖所示.

 

 

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(1)寫出衰變的核反應(yīng)方程.

(2)α粒子和反沖核的動(dòng)能各是多少?

(3)畫出α粒子和反沖核在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖.

 

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