铀核（23592U）裂变生成钡（14156Ba）和氪（9236Kr），已知23592U、14156Ba、9236Kr和中子的质量分别是235.0439u，140.9139u，91.8973u和1.0087u．（1）写出铀裂变反应方程，并计算一个铀235裂变时放

Question

铀核（

235

92

U）裂变生成钡（

141

56

Ba）和氪（

92

36

Kr），已知

235

92

U、

141

56

Ba、

92

36

Kr和中子的质量分别是235.0439u，140.9139u，91.8973u和1.0087u．
（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？

Answer 1

（1）根据电荷数和质量数守恒可得：
核反应方程为：₉₂²³⁵U+₀¹n→₅₆¹⁴¹Ba+₃₆⁹²Kr+3₀¹n
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+₀¹n→₅₆¹⁴¹Ba+₃₆⁹²Kr+3₀¹n，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=(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．