(15分)钚的放射性同位素 静止时衰变为铀核 和α粒子，并放出能量为0.097 MeV的γ光子，其它的能量都转

Question

(15分)钚的放射性同位素 静止时衰变为铀核 和α粒子，并放出能量为0.097 MeV的γ光子，其它的能量都转化为 和α粒子的动能．已知： 、 和α粒子的质量分别为m Pu ＝239.0521u、m U ＝235.0439u和m α ＝4.0026u，1u＝931.5 MeV/c 2 .(1)写出衰变方程. (2)求α粒子的动能（忽略γ光子的动量）．

Answer 1

（1） → ＋ He＋γ（2）

(15分) (1)衰变方程为  → ＋ He＋γ    （3分）                                                                                                   (2)上述衰变过程的质量亏损为                                                   （1分）                       放出的能量为                   （1分）                          这些能量是铀核 的动能E U 、 α粒子的动能E α 和γ光子的能量E γ 之和                                            （1分）                                 由④⑤⑥式得                   （2分）                                        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                     ⑧          （1分） 又由动能的定义知      ⑨    （1分） 由⑧⑨式得 ＝          ⑩    （1分） 由⑦⑩式得  （2分） 代入题给数据得 .（2分） 本题考查的是衰变方程和质能方程并结合动量定理和动能的关系。根据衰变方程的书写原则可以得出衰变方程。第二问由职能关系 ，结合动量守恒和动能的关系，找出相对应的物理量，就可解出此题。