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动量守恒定律的应用
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2011年3月11日，日本发生9.0级地震并引发海啸及核泄漏，福岛第一核电站6座反应堆不同程度被损坏，其中核泄漏中的放射性元素钚－239，半衰期2.41万年，钚在高温下生成，在大
网友投稿 2022-11-17 00:00:00 零零社区
◎ 题目
2011年3月11日，日本发生9.0级地震并引发海啸及核泄漏，福岛第一核电站6座反应堆不同程度被损坏，其中核泄漏中的放射性元素钚－239，半衰期2.41万年，钚在高温下生成，在大气中钚呈颗粒物形态，传播一段时间后就会掉落到地上，因此危害范围主要在核泄漏周边的土壤和水源中，对人体具有强毒性危害，一旦侵入人体，就会潜伏在人体肺部、骨骼等组织细胞中，破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险。
Pu静止时衰变为铀核激发态
U*和α粒子，而铀核激发态
U*立即衰变为铀核
U，并放出能量为0.097 MeV的γ光子。已知：
Pu、
U和α粒子的质量分别为
m
Pu
＝239.052 1 u、
m
U
＝235.043 9 u和
m
α
＝4.002 6 u，一个原子质量单位1 u相当于931.5 MeV的能量。
(1)写出衰变方程。
(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动
能。
◎ 答案
解：(1)衰变方程为
和
或合起来有
(2)上述衰变过程的质量亏损为△
m
＝
m
Pu
－
m
U
－
m
α
放出的能量为△
E
＝
c
2
·△
m
由能量守恒知这能量等于铀核
U的动能
E
U
、α粒子的动能
E
α
和γ光子的能量
E
γ
之和，即有△
E
＝
E
U
＋
E
α
＋
E
γ
，所以
E
U
＋
E
α
＝(
m
Pu
－
m
U
－
m
α
)
c
2
－
E
γ
设衰变后的铀核和α粒子的速度
分别为
v
U
和
v
α
，则由动量守恒有
m
U
v
U
＝
m
α
v
α
又因
p
＝
所以
联立可得
E
α
＝
[(
m
Pu
－
m
U
－
m
α
)
c
2
－
E
γ
]
代入题给数据得
E
α
＝5.129 MeV
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“2011年3月11日，日本发生9.0级地震并引发海啸及核泄漏，福岛第一核电站6座反应堆不同程度被损坏，其中核泄漏中的放射性元素钚－239，半衰期2.41万年，钚在高温下生成，在大…”主要考查了你对 【动量守恒定律的应用】，【核反应】，【核能，爱因斯坦质能方程】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/379980.html
十二生肖
十二星座
Pu静止时衰变为铀核激发态
U*和α粒子，而铀核激发态
U*立即衰变为铀核
U，并放出能量为0.097 MeV的γ光子。已知：
Pu、
U和α粒子的质量分别为mPu＝239.052 1 u、mU＝235.043 9 u和mα＝4.002 6 u，一个原子质量单位1 u相当于931.5 MeV的能量。
能。
和
U的动能EU、α粒子的动能Eα和γ光子的能量Eγ之和，即有△E＝EU＋Eα＋Eγ，所以EU＋Eα＝(mPu－mU－mα)c2－Eγ
分别为vU和vα，则由动量守恒有mUvU＝mαvα
所以
[(mPu－mU－mα)c2－Eγ]