Question

在所有能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势，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，释放出大量核能.

（1）核反应方程式是反应堆中发生的许多核反应中的一种，为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为___________，a=__________.以m_U、m_Ba、m_Kr分别表示、、核的质量，m_n、m_p分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE=_____________.

（2）有一座发电能力为P=1.00×10⁶ kW的核电站，核能转化为电能的效率μ=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题（1）中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能ΔE=2.78×10^-11 J，核的质量m_U=390×10^-27 kg，求每年（1年=3.15×10⁷ s）消耗的的质量.

Answer 1

解析：（1）由反应方程可知：X为，a为3，释放的能量为ΔE=(m_U-m_Ba-m_Kr-2m_n)c².

（2）因电站发电效率为40%，故电站消耗²³⁵U的功率为P′==2.5×10⁶ kW,

电站每年消耗²³⁵U的能量为W=Pt=2.5×10⁹×3.15×10⁷=7.875×10¹⁶ J

每年消耗的²³⁵U的质量为M=kg=1 105 kg.

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