2018-2019学年沪科版选修3-5 裂变及其应用 第1课时 作业
2018-2019学年沪科版选修3-5    裂变及其应用      第1课时   作业第3页

  6.落在日本广岛上的原子弹,相当于2万吨TNT炸药放出的能量.原子弹放出的能量约8.4×1013 J,试问有多少个U原子核进行分裂?该原子弹中含U的质量最小限度为多少千克?(一个U原子核分裂时所产生的能量约为200 MeV)

  【解析】一个U原子核分裂时所产生的能量约为200 MeV=200×106 eV=2.0×108×1.6×10-19 J=3.2×10-11 J.

  设共有n个U核发生裂变:n=个≈2.6×1024个,铀的质量m=235×10-3×kg≈1.015 kg.

  【答案】2.6×1024个1.015 kg

  7.现有的核电站比较广泛采用的核反应之一是:U+n→Nd+Zr+3n+8e+ν

  (1)核反应方程中的ν是中微子,它不带电,质量数为零.试确定生成物锆(Zr)的电荷数与质量数;

  (2)已知铀(U)核的质量为235.049 3 u,中子质量为1.008 7 u,钕(Nd)核质量为142.909 8 u,锆核质量为89.904 7 u.又知1 u=1.660 6×10-27 kg,试计算,1 kg铀235大约能产生的能量是多少?

  【解析】(1)根据电荷数和质量数守恒,可得

  Zr的电荷数Z=92-60+8=40

  质量数A=236-143-3×1=90.

  (2)方法一:质量亏损

  Δm=(mU+mn)-(mNd+mZr+3mn)=0.217 4 u.

  一个铀核裂变释放能量

  ΔE=Δm×931.5 MeV

=0.217 4×931.5 MeV≈202.5 MeV