高中物理第19章原子核第6节核裂变课时作业新人教版

出大量核能。导学号 96140464

核反应方程 92U＋0n―→ 56Ba＋36Kr＋aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，0n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X＝________，a＝________，以mU、mBa、mKr分别表示

235

92

235

1

141

92

1

U、 56Ba、36Kr核的质量，mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中的传播速度，

14192

则在上述核反应过程中放出的核能ΔE＝________。

答案：0n 3 Δmc＝(mU－mBa－mKr－2mn)c

解析：铀235裂变除生成 56Ba、36Kr外，还产生适当数目的中子，即式中的X为中子，由电荷数和质量数守恒得产生的中子的个数为a＝235＋1－141－92＝3。反应过程中的质量亏损Δm＝mU＋mn－mBa－mKr－3mn＝mU－mBa－mKr－2mn，故核能ΔE＝Δmc＝(mU－mBa－mKr－2mn)c

6．(湖北省部分重点中学2015～2016学年高二下学期期中)在所有能源中，核能具有能量密度大、区域适应性强的优势。在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量的核能。导学号 96140465

(1)核反应方程 92U＋0n→ 56Ba＋36Kr＋aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，则a的值为多少，X表示哪一种核？

(2)上述反应中，分别用mU、mB、mK表示 92U、 56Ba、36Kr的质量，用mn和mp表示中子和质子的质量，则该反应过程中释放的核能为多少？

(3)有一座核能发电站，发电能力P＝1×10kW，核能转化为电能的效率η＝45%，设反应堆中发生的裂变反应全是(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能ΔE＝2.78×10

－11

6235

141

92

235

1

141

92

2

2

141

92

1

2

2

J，铀核的质量mU＝3.9×10

－25

kg，求每年需要消耗的铀的质量。(结果保留2位

有效数字)

答案：(1)3 中子 (2)(mU－mB－mk－2mn)c (3)0.98t

解析：(1)根据质量数和核电荷数守恒可得： X的电荷数为0，质量数为1，X为中子，a＝3。 (2)反应过程中质量亏损为Δm＝mU－mB－mK－2mn， 根据质能方程：ΔE＝Δmc， 可得该反应过程中释放的核能： ΔE＝(mU－mB－mK－2mn)c；

(3)该核能发电站一年发出的电能为：W1＝Pt＝1×10×365×24×3600J＝3.1536×10J 需要核反应产生的能量为：W＝＝7.008×10J

η这么多核能需要燃烧的铀核质量为m＝－11

2.78×10

9

16

2

2

2

W1

16

WmU

代入数据，解得：m＝980kg＝0.98t