在原子反应堆中，用石墨（碳）作“慢化剂”使快中子减速．已知碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的．设碰撞前中子的动

Question

在原子反应堆中，用石墨（碳）作“慢化剂”使快中子减速．已知碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的．设碰撞前中子的动能为E₀，经过一次碰撞，中子失去的动能是多少？

Answer 1

设中子的质量为m，速度为v₀，碳核的质量为M，碰撞后中子、碳核的速度分别为v₁、v，以v₀方向为正方向，根据动量守恒定律得：
mv₀=mv₁+Mv
根据机械能守恒定律得：(1)/(2)mv02=(1)/(2)mv12+(1)/(2)Mv2
由以上两式解得v1=-(11)/(13)v0
碰撞一次，中子损失的动能为：△EK=(1)/(2)mv02-(1)/(2)mv12=(48)/(169)E0
答：经过一次碰撞，中子失去的动能是(48)/(169)E0．