Question

在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂．中子在重水中可与 21H核碰撞减速，在石墨中与 126

Answer 1

解题思路：中子和靶核碰撞的过程中动量守恒、能量守恒，根据动量守恒定律和能量守恒定律分别求出碰后中子的速度，进行比较，判断哪种效果更好．

设中子的质量为m_n，靶核质量为m

由动量守恒定律：m_nv₀=m_nv₁+mv₂

由能量守恒定律得，

1

2mnv12+

1

2mv22＝

1

2mnv02

解得：v1＝

mn−m

mn+mv0

在重水中靶核质量m=2m_n

解得v1H＝

mn−mH

mn+mHv0＝−

1

3v0

在石墨中靶核的质量m=12m_n

v1C＝

mn−mC

mn+mCv0＝−

11

3v0

与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好．

答：与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好．

点评：

本题考点： 动量守恒定律；能量守恒定律．

考点点评： 解决本题的关键知道弹性碰撞的过程中动量守恒，能量也守恒．