题目内容
铀核((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3×105 kW,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?
【答案】分析:(1)根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程,通过爱因斯坦质能方程求出裂变时放出的能量;
(2)求出发电站一年发的电能,然后求出消耗的铀的质量.
解答:解:(1)根据电荷数和质量数守恒可得:
核反应方程为:92235U+1n→56141Ba+3692Kr+31n
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+1n→56141Ba+3692Kr+31n,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=
×6.02×1023×200×106×1.6×10-19J…②
由能量转化得E1=ηE2 ③
由①②③式得m=2.3×102 kg.?
答:一年消耗铀235为2.3×102 kg.
点评:写核反应方程式时要注意:核反应过程中,质量数与核电荷数守恒;求核电站消耗的铀的质量是本题的难点,要会根据物质的质量求出物质所含有的核的个数.
(2)求出发电站一年发的电能,然后求出消耗的铀的质量.
解答:解:(1)根据电荷数和质量数守恒可得:
核反应方程为:92235U+1n→56141Ba+3692Kr+31n
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+1n→56141Ba+3692Kr+31n,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=
由能量转化得E1=ηE2 ③
由①②③式得m=2.3×102 kg.?
答:一年消耗铀235为2.3×102 kg.
点评:写核反应方程式时要注意:核反应过程中,质量数与核电荷数守恒;求核电站消耗的铀的质量是本题的难点,要会根据物质的质量求出物质所含有的核的个数.
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