Question

14．核反應堆的功率為1×10⁴kW，每小時消耗燃料8.75g，已知燃料中的有效成分為鈾235，每個鈾235裂變時放出2×10⁸eV的能量，阿伏伽德羅常數(shù)N_A=6.02×10²³mol^-1，求該燃料中鈾235的質(zhì)量百分比．

Answer 1

分析 根據(jù)E=Pt求得，輸出的能量，依據(jù)裂變的能量，從而確定鈾235的質(zhì)量，最后求解質(zhì)量的百分比．

解答 解：該反應堆每小時，輸出的能量為：E=Pt=1×10⁷×3600J=3.6×10¹⁰J；
設放出這些能量消耗的純鈾235的質(zhì)量為m，
則有：E=$\frac{m}{235}×6.02×1{0}^{23}×2×1{0}^{8}×1.6×1{0}^{-19}$J
那么純鈾235的質(zhì)量m=$\frac{3.6×1{0}^{10}}{8.2×1{0}^{10}}$g≈0.439g
鈾235的質(zhì)量百分比是：$\frac{0.439}{8.75}≈$0.05=5%
答：該燃料中鈾235的質(zhì)量百分比5%．

點評 考查裂變過程中，釋放能量與對應的質(zhì)量關系，并掌握由功率求解輸出能量的表達式，注意單位的統(tǒng)一與正確的計算．