Question

₉₂²³⁵U受中子轟擊時會發生裂變，產生₅₆¹³⁹Ba和₃₆⁹⁴Kr，同時放出能量．已知每個鈾核裂變釋放的平均能量為200MeV．
（1）寫出核反應方程；
（2）現在要建設發電功率為5×10⁵ kW的核電站，用²³⁵U作核燃料，假設核裂變釋放的能量一半轉化為電能，那么該核電站一天消耗²³⁵U多少千克？（阿伏加德羅常數取6.0×10²³mol^-1）．

Answer 1

分析：（1）核反應過程中質量數與核電荷數守恒，據此寫出核反應方程式；
（2）求出發電站一天發的電能，然后求出消耗的鈾的質量．

解答：解：（1）由質量數與核電荷數守恒可知，
核反應方程為：

235 92

U+

1 0

n→

139  56

Ba+

94 36

Kr+3

1 0

n+200 MeV．
（2）電站一天發出的電能E₁=Pt=5×10⁸W×24×3600s，①
設每天消耗

235   92

U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=ηE₂ ③
由①②③式得m=1.06 kg．
答：（1）核反應方程是

235 92

U+

1 0

n→

139  56

Ba+

94 36

Kr+3

1 0

n+200 MeV．
（2）該核電站一天消耗²³⁵U1.06kg．

點評：寫核反應方程式時要注意：核反應過程中，質量數與核電荷數守恒；求核電站消耗的鈾的質量是本題的難點，要會根據物質的質量求出物質所含有的核的個數．