铀核(
U)裂变生成钡(23592
Ba)和氪(14156
Kr),已知9236
U、23592
Ba、14156
Kr和中子的质量分别是235.0439u,140.9139u,91.8973u和1.0087u.9236
(1)写出铀裂变反应方程,并计算一个铀235裂变时放出的能量;
(2)我国秦山核电站功率为3×105kW,假设铀235能够完全裂变,其中一半的核能转化为电能,以上述裂变反应来估算电站一年消耗多少铀235?
(1)根据电荷数和质量数守恒可得:
核反应方程为:92235U+01n→56141Ba+3692Kr+301n
由质能方程得放出的能量为:
△E=△mc2
=200.55 MeV
=3.2×10-11J.
答:该核反应方程为:92235U+01n→56141Ba+3692Kr+301n,释放的核能为:3.2×10-11J.
(2)电站一年发出的电能:
E1=Pt=5×108W×24×3600×360s…①
设每年消耗92235U为mkg,核裂变释放的能量为:
E2=
NA×200×106×1.6×10-19J=m M
×6.02×1023×200×106×1.6×10-19J…②m 235
由能量转化得E1=ηE2③
由①②③式得m=2.3×102kg.
答:一年消耗铀235为2.3×102kg.