Question

9．用一个中子轰击₉₂²³⁵U，可发生裂变反应生成${\;}_{56}^{141}$Ba和${\;}_{36}^{92}$Kr，已知${\;}_{92}^{235}$U的质量为235.043 9u，${\;}_{56}^{141}$Ba的质量为140.9139u，${\;}_{36}^{92}$Kr的质量为91.8973u，中子质量为1.008 7u，
（1）请写出裂变中的核反应方程，
（2）求一个${\;}_{92}^{235}$U在裂变反应中释放的核能
（3）lg${\;}_{92}^{235}$U全部反应释放的能量为多少？

Answer 1

分析 （1）根据质量数和电荷数守恒可正确书写核反应方程；
（2）算出反应前后质量亏损，根据爱因斯坦质能方程△E=△mc²可以求出释放能量；
（3）根据质量可知摩尔数，从而算出铀核的个数，进而确定释放的能量．

解答 解：（1）根据质量数和电荷数守恒可得该核反应方程为：${\;}_{92}^{235}$ U+${\;}_{0}^{1}$ n→${\;}_{56}^{141}$ Ba+${\;}_{36}^{92}$ Kr+3${\;}_{0}^{1}$ n；
（2）反应前后质量亏损为：
△m=（235.0439+1.0087-140.9139-91.8973-3×1.0087）u
=0.2153u
根据根据爱因斯坦质能方程△E=△mc²可以求出释放能量为：
△E=△mc²=0.2153×930MeV=2×10² MeV
（3）1g铀235的摩尔数为n=$\frac{1}{235}$≈4.3×10^-3；
1Kg铀235个数为N=4.3×10^-3×6.02×10²³=2.59×10²¹个；
因此1Kg铀235完全裂变时释放的能量E=2.59×10²¹×2×10² MeV=5.18×10²³MeV；
答：（1）核反应方程为：${\;}_{92}^{235}$ U+${\;}_{0}^{1}$ n→${\;}_{56}^{141}$ Ba+${\;}_{36}^{92}$ Kr+3${\;}_{0}^{1}$ n．
（2）1个235U原子核在裂变中释放出的能量是2×10² MeV；
（3）1g铀235完全裂变时释放的能量5.18×10²³MeV．

点评 本题主要考查了核反应方程的书写与爱因斯坦质能方程的直接应用，难度不大，属于基础题．