大原子反应堆中,用石墨(碳)做减速剂使快中子变为慢中子,已知碳核的质量是中子质量的12倍,假设中子与碳核的碰撞是弹性的(即碰撞中不计能量损失),而且碰撞前碳核是静止的,
◎ 题目
大原子反应堆中,用石墨(碳)做减速剂使快中子变为慢中子,已知碳核的质量是中子质量的12倍,假设中子与碳核的碰撞是弹性的(即碰撞中不计能量损失),而且碰撞前碳核是静止的, 试求:(1)设碰撞前中子的动能为E0,问经过一次碰撞后,中子的动能损失多少? (2)至少经过多少次碰撞,中子的动能才能少于10-6E0(lg13=1.114,lg11=1.041)? |
◎ 答案
(1)设中子的质量为m,速度为v0,碳核的质量为M0,二者碰撞后的速度分别为:v1、v,则 根据动量守恒定律和能量守恒定律得 mv0=mv1+Mv ①
由①②可得:v1=-
碰撞一次,中子的动能损失为:△E=
(2)中子与碳核第一次碰撞后剩余的动能为:E1=
同理经过第二次碰撞后,中子剩余的动能为:E2=
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