Question

鈾核（

23592

U）裂變生成鋇（

14156

Ba）和氪（

9236

Kr），已知

23592

U、

14156

Ba、

9236

Kr和中子的質量分別是235.0439u，140.9139u，91.8973u和1.0087u．?
（1）寫出鈾裂變反應方程，并計算一個鈾235裂變時放出的能量；?
（2）我國秦山核電站功率為3×10⁵kW，假設鈾235能夠完全裂變，其中一半的核能轉化為電能，以上述裂變反應來估算電站一年消耗多少鈾235？

Answer 1

（1）根據電荷數(shù)和質量數(shù)守恒可得：
核反應方程為：₉₂²³⁵U+₀¹n→₅₆¹⁴¹Ba+₃₆⁹²Kr+3₀¹n
由質能方程得放出的能量為：
△E=△mc²
=200.55 MeV
=3.2×10^-11J．
答：該核反應方程為：₉₂²³⁵U+₀¹n→₅₆¹⁴¹Ba+₃₆⁹²Kr+3₀¹n，釋放的核能為：3.2×10^-11J．
（2）電站一年發(fā)出的電能：
E₁=Pt=5×10⁸W×24×3600×360s…①
設每年消耗₉₂²³⁵U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
由能量轉化得E₁=ηE₂③
由①②③式得m=2.3×10²kg．?
答：一年消耗鈾235為2.3×10²kg．