Question

在所有能源中，核能具有能量密度大，地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，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)方程式+++aX是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，為中子，X為待求粒子，a為X的個(gè)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為光在真空中傳播的速度，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μ=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,核的質(zhì)量m_U=390×10^-27 kg,求每年（1年=3.15×10⁷s）消耗的的質(zhì)量.

 

Answer 1

【答案】

（1）  3  (m_U-m_Ba-m_Kr-2m_n)c²   （2）1 105 kg

【解析】

試題分析：(1)由核反應(yīng)方程可知：X為，a為3，釋放的能量為ΔE=（m_U-m_Ba-m_Kr-2m_n）c².

(2)因電站發(fā)電效率為40%，

故電站消耗U235的功率為P^′==2.5×10⁶ kW,

電站每年消耗U235的能量為W=Pt=2.5×10⁹×3.15×10⁷ J=7.875×10¹⁶J,

每年消耗的U₂₃₅的質(zhì)量為

M==1 105 kg.

考點(diǎn)：核反應(yīng)方程 質(zhì)能方程 功率 效率 核能的利用

點(diǎn)評(píng)：任何的關(guān)于能量的利用都會(huì)涉及到效率的問題，關(guān)鍵是正確找出能量之間的轉(zhuǎn)換與守恒，宏觀世界應(yīng)用的知識(shí)照樣應(yīng)用于微觀世界。