Question

利用反應堆工作時釋放出的熱能使水汽化以推動汽輪發電機發電，這就是核電站．核電站消耗的“燃料”很少，但功率卻很大，目前，核能發電技術已經成熟，我國已具備了發展核電的基本條件. 已知鈾核的質量為235.0439 u，中子質量為1.0087 u，鍶(Sr)核的質量為89.9077 u，氙(Xe)核的質量為135.9072 u．1 u＝1.66×10^-27 kg，濃縮鈾中鈾235的含量占2%。
（1）核反應堆中的“燃料”是U，完成下面的核反應方程式：U＋n→Sr＋Xe＋10n；
（2）一個鈾核發生裂變所釋放出的能量是多少？
（3）一座100萬千瓦的核電站每年放出的熱量是3.2×10¹⁶ J。則每年需要多少噸濃縮鈾？

Answer 1

（1）質量數為136，電荷數為38（2）2.3×10^－11 J（3）2.6×10⁴ kg

試題分析：(1)根據電荷數守恒和質量數守恒可得：質量數為136，電荷數為38 (4分)
(2)該反應的質量虧損是：
Δm＝235.0439 u＋1.0087 u－89.9077 u－135.9072 u－10×1.0087 u＝0.1507 u    (2分)
根據愛因斯坦質能方程
ΔE＝Δmc²＝0.1507×1.66×10^－27×(3×10⁸)² J＝2.3×10^－11 J              (2分)
（3）由題意知：Q＝·ΔE·N_A           (2分)
m＝＝kg＝2.6×10⁴ kg.          (2分)