有些核反应堆里要让中子与原子核碰撞,以便把中子的速率降下来.为此,应该选用质量较大的还是质量较小的原子核?(  ) A.质量较大的原子核 B.质量较小的原子核 C.效果相同 D.无法判断

问题描述:

有些核反应堆里要让中子与原子核碰撞,以便把中子的速率降下来.为此,应该选用质量较大的还是质量较小的原子核?(  )
A. 质量较大的原子核
B. 质量较小的原子核
C. 效果相同
D. 无法判断

设中子和作减速剂的物质的原子核A的质量分别为mn和mA,碰撞后速度分别为v'n和v'A,碰撞前后的总动量和总能量守恒,以中子的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mnvn=mnvn′+mAvA′…①
由机械能守恒定律得:

1
2
mnvn2=
1
2
mnvn2+
1
2
mAvA2 …②
解得:vn′=
mAmn
mA+mn
vn=
1−
mn
mA
1+
mn
mA
vn
急减速剂的质量mA越小,减少效果越好,因此要用质量小的原子核作为减速剂;
故选:B.