作者rheumatism (风湿爷)
看板Physics
标题Re: [问题] 为何不说质子数在核分裂反应中守恒?
时间Sun Jan 26 02:39:54 2025
※ 引述《iamokay (Aubin)》之铭言:
: ╭──────────── 提醒:版规三及版规四 ─────────────╮
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: 【出处】(习题或问题的出处)翰林出版108课纲必修物理第5章
: 【题目】(题目的文字叙述,如有图片亦可提供图片)
: 核分裂反应遵守下列哪些?(应选三项)
: (A) 质量守恒
: (B) 电荷守恒
: (C) 质量数守恒
: (D) 质子数守恒
: (E) 质能守恒
: ans. (B)(C)(E)
: 【瓶颈】(解题瓶颈或思考脉络,请尽量详述以利回答者知道要从何处讲解指导)
: (错误示范:第X题我不会,求详解)
: (错误示范:acceleration of gravity是什麽意思我看不懂)
: (正确示范:我算出来的答案好像不太对,这是我的计算过程,哪里出问题?)
: 我很疑惑为何不能选(D)。课本或参考书常有种题型是要你平衡核分裂反应式,比如说题
: 目会把元素符号的原子序、质量数或中子系数用未知数X、Y取代,然後要你求X+Y,解题
: 方法通常是用电荷守恒跟质量数守恒,但那个电荷不就是在讲质子吗?我实在看不出来
: 本题不选(D)的理由。
: 我接着问一个延伸的问题,如果本题有个选项(F)说中子数守恒,那我们能不能选(F)
: ?承上,我很想说能,因为既然质量数是质子数加中子数,我有何理由说中子数不守恒?
: 事实上,翻阅几本高中物理、大一普物,我还真没看过核分裂反应式是不遵守中子数守恒
: 的。以上两个问题再请前辈们指教,谢谢。
我看到这题的答案,也很困惑为何不选质子数守恒,
彷佛是我的大脑有记忆裂痕,於是开始考古,查阅教科书
Ref-1 Shultis & Faw, Fundamentals of nuclear science & engineering
https://imgur.com/a/m2jRGQx
红框处,A = 质子数+中子数
N = 中子数
Z = 质子数
下标L与H分别代表核分裂後,比较重/轻的原子核
这与我的记忆相同,核分裂反应,反应前後的质子总数与中子总数相同
Ref-2 Lamarsh & Baratta, Introduction to nuclear engineering
https://imgur.com/a/F3n0WmR
核反应的守恒有4项,这个版本跟翰林的答案相同
为何 Ref-1 & Ref-2 有不同的解释呢?
眼尖的话可以看到差异在於 Ref-1是讲 nuclear fission,Ref-2是 nuclear reaction
nuclear fisson是其中一种nuclear reaction
因此,就广义上的"核反应",是 nucleon conservation,也就是原子核内的粒子数守恒
(nucleon = 质子或中子,也就是原子核内的粒子)
但是,单就"核分裂",从反应方程可以知道,反应前後的质子数总和不变
另外,conservation of nucleon,可参考以下影片
https://www.youtube.com/watch?v=XcNn0P-GMYw
用conservation of nucleon,除了适用於核分裂外,也适用於衰变反应
因此,翰林的题目,严格的说,应当改为"核反应",与答案保持自洽性
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1F:推 iamokay: Thanks. 01/27 13:57
2F:推 daoeasy: 审查失误 01/28 16:51