Question

9．用一個中子轟擊₉₂²³⁵U，可發(fā)生裂變反應(yīng)生成${\;}_{56}^{141}$Ba和${\;}_{36}^{92}$Kr，已知${\;}_{92}^{235}$U的質(zhì)量為235.043 9u，${\;}_{56}^{141}$Ba的質(zhì)量為140.9139u，${\;}_{36}^{92}$Kr的質(zhì)量為91.8973u，中子質(zhì)量為1.008 7u，
（1）請寫出裂變中的核反應(yīng)方程，
（2）求一個${\;}_{92}^{235}$U在裂變反應(yīng)中釋放的核能
（3）lg${\;}_{92}^{235}$U全部反應(yīng)釋放的能量為多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可正確書寫核反應(yīng)方程；
（2）算出反應(yīng)前后質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程△E=△mc²可以求出釋放能量；
（3）根據(jù)質(zhì)量可知摩爾數(shù)，從而算出鈾核的個數(shù)，進而確定釋放的能量．

解答 解：（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得該核反應(yīng)方程為：${\;}_{92}^{235}$ U+${\;}_{0}^{1}$ n→${\;}_{56}^{141}$ Ba+${\;}_{36}^{92}$ Kr+3${\;}_{0}^{1}$ n；
（2）反應(yīng)前后質(zhì)量虧損為：
△m=（235.0439+1.0087-140.9139-91.8973-3×1.0087）u
=0.2153u
根據(jù)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程△E=△mc²可以求出釋放能量為：
△E=△mc²=0.2153×930MeV=2×10² MeV
（3）1g鈾235的摩爾數(shù)為n=$\frac{1}{235}$≈4.3×10^-3；
1Kg鈾235個數(shù)為N=4.3×10^-3×6.02×10²³=2.59×10²¹個；
因此1Kg鈾235完全裂變時釋放的能量E=2.59×10²¹×2×10² MeV=5.18×10²³MeV；
答：（1）核反應(yīng)方程為：${\;}_{92}^{235}$ U+${\;}_{0}^{1}$ n→${\;}_{56}^{141}$ Ba+${\;}_{36}^{92}$ Kr+3${\;}_{0}^{1}$ n．
（2）1個235U原子核在裂變中釋放出的能量是2×10² MeV；
（3）1g鈾235完全裂變時釋放的能量5.18×10²³MeV．

點評 本題主要考查了核反應(yīng)方程的書寫與愛因斯坦質(zhì)能方程的直接應(yīng)用，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．