Question

【題目】在可控核反應堆中需要給快中子減速，輕水、重水和石墨等常用作減速劑。中子在重水中可與核碰撞減速，在石墨中與核碰撞減速。上述碰撞可簡化為彈性碰撞模型，某反應堆中快中子以速度與靜止的靶核發(fā)生對心正碰，僅從一次碰撞考慮。

（1）求快中子與核、核碰撞后中子速度分別為多少?

（2）用重水和石墨作減速劑，哪種減速效果更好？

Answer 1

【答案】（1）;（2）重水

【解析】

設靶核質量為

中子與靶核碰撞方程動量守恒，由動量守恒定律：

碰撞過程能力也守恒，由能量守恒定律：

聯(lián)立以上方程解得中子碰后的速度：

快中子與核碰撞，兩者的質量關系為：

所以碰后中子的速度為：

快中子與核碰撞，兩者的質量關系為：

所以碰后中子的速度為：

與重水靶核碰后中子速度較小，故重水減速效果更好。