Question

14．核反应堆的功率为1×10⁴kW，每小时消耗燃料8.75g，已知燃料中的有效成分为鈾235，每个鈾235裂变时放出2×10⁸eV的能量，阿伏伽德罗常数N_A=6.02×10²³mol^-1，求该燃料中鈾235的质量百分比．

Answer 1

分析 根据E=Pt求得，输出的能量，依据裂变的能量，从而确定铀235的质量，最后求解质量的百分比．

解答 解：该反应堆每小时，输出的能量为：E=Pt=1×10⁷×3600J=3.6×10¹⁰J；
设放出这些能量消耗的纯铀235的质量为m，
则有：E=$\frac{m}{235}×6.02×1{0}^{23}×2×1{0}^{8}×1.6×1{0}^{-19}$J
那么纯铀235的质量m=$\frac{3.6×1{0}^{10}}{8.2×1{0}^{10}}$g≈0.439g
铀235的质量百分比是：$\frac{0.439}{8.75}≈$0.05=5%
答：该燃料中鈾235的质量百分比5%．

点评 考查裂变过程中，释放能量与对应的质量关系，并掌握由功率求解输出能量的表达式，注意单位的统一与正确的计算．