Question

₉₂²³⁵U受中子轟擊時(shí)會(huì)發(fā)生裂變，產(chǎn)生₅₆¹³⁹Ba和₃₆⁹⁴Kr，同時(shí)放出能量．已知每個(gè)鈾核裂變釋放的平均能量為200MeV．
（1）寫出核反應(yīng)方程；
（2）現(xiàn)在要建設(shè)發(fā)電功率為5×10⁵ kW的核電站，用²³⁵U作核燃料，假設(shè)核裂變釋放的能量一半轉(zhuǎn)化為電能，那么該核電站一天消耗²³⁵U多少千克？（阿伏加德羅常數(shù)取6.0×10²³mol^-1）．

Answer 1

分析：（1）核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，據(jù)此寫出核反應(yīng)方程式；
（2）求出發(fā)電站一天發(fā)的電能，然后求出消耗的鈾的質(zhì)量．

解答：解：（1）由質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒可知，
核反應(yīng)方程為：

235 92

U+

1 0

n→

139  56

Ba+

94 36

Kr+3

1 0

n+200 MeV．
（2）電站一天發(fā)出的電能E₁=Pt=5×10⁸W×24×3600s，①
設(shè)每天消耗

235   92

U為mkg，核裂變釋放的能量為：
E₂=

m

M

N_A×200×10⁶×1.6×10^-19J=

m

235

×6.02×10²³×200×10⁶×1.6×10^-19J，②
由能量轉(zhuǎn)化得E₁=ηE₂ ③
由①②③式得m=1.06 kg．
答：（1）核反應(yīng)方程是

235 92

U+

1 0

n→

139  56

Ba+

94 36

Kr+3

1 0

n+200 MeV．
（2）該核電站一天消耗²³⁵U1.06kg．

點(diǎn)評(píng)：寫核反應(yīng)方程式時(shí)要注意：核反應(yīng)過程中，質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒；求核電站消耗的鈾的質(zhì)量是本題的難點(diǎn)，要會(huì)根據(jù)物質(zhì)的質(zhì)量求出物質(zhì)所含有的核的個(gè)數(shù)．