Question

在所有能源中，核能具有能量密度大，地區適應性強的優勢，在核電站中，核反應堆釋放的核能被轉化為電能.核反應堆的工作原理是利用中子轟擊重核發生裂變反應，釋放出大量核能.

（1）核反應方程式是反應堆中發生的許多核反應中的一種，為中子，X為待求粒子，a為X的個數，則X為___________，a=__________.以m_U、m_Ba、m_Kr分別表示、、核的質量，m_n、m_p分別表示中子、質子的質量，c為光在真空中傳播的速度，則在上述核反應過程中放出的核能ΔE=_____________.

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

Answer 1

解析：（1）由反應方程可知：X為，a為3，釋放的能量為ΔE=(m_U-m_Ba-m_Kr-2m_n)c².

（2）因電站發電效率為40%，故電站消耗²³⁵U的功率為P′==2.5×10⁶ kW,

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

每年消耗的²³⁵U的質量為M=kg=1 105 kg.

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