Question

在其他能源中，核能具有能量密度大、地區(qū)適應(yīng)性強的優(yōu)勢.在核電站中，核反應(yīng)堆釋放的核能被轉(zhuǎn)化為電能.核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能.

(1)核反應(yīng)方程+→++aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，n為中子，X為待求粒子，a為X的個數(shù)，則X為_____________，a=_____________.以m_U、m_Ba、m_Kr分別表示、、核的質(zhì)量，m_n、m_P分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光在真空中的傳播速度，則在上述核反應(yīng)過程中放出的核能ΔE=_____________.

(2)有一座發(fā)電能力為P=1.00×10⁶ kW的核電站,核能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=40%.假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是本題(1)中的核反應(yīng),已知每次核反應(yīng)過程放出的核能ΔE=2.78×10^-11J, 核質(zhì)量m_U=390×10^-27 kg,求每年(1年=3.15×10⁷ s)消耗的的質(zhì)量.

Answer 1

解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒書寫核反應(yīng)方程.計算質(zhì)量虧損，再用質(zhì)能方程計算核反應(yīng)過程中放出的核能.

(1)      3  (m_U-m_Ba-m_Kr-2m_n)c²

(2)反應(yīng)堆每年提供的核能E_總=

其中T表示1年的時間

以M表示每年消耗的的質(zhì)量,得M∶m_U=E_總∶ΔE

解得：M=

代入數(shù)據(jù)得M=1.10×10³ kg.