(2)重核的裂变是放能核反应,原因是核反应前后质量有亏损,根本原因是重核的平均结合能比中等质量的核的平均结合能要小.所以在重核分解为两个中等质量核的过程中要释放能量,而且释放的能量远大于它俘获中子时得到的能量.
例2 用中子轰击铀核(U),其中的一个可能反应是分裂成钡(Ba)和氪(Kr)两部分,放出3个中子.各个核和中子的质量如下:
mU=390.313 9×10-27 kg,mn=1.674 9×10-27 kg;
mBa=234.001 6×10-27 kg,mKr=152.604 7×10-27 kg.
试写出核反应方程,求出反应中释放的核能.
答案 n+U―→Ba+Kr+3n 3.220 2×10-11 J
解析 根据反应前后质量数守恒、电荷数守恒,就可以写出核反应方程.根据核反应前后的质量亏损,用爱因斯坦质能方程就可求出释放的核能.
铀核裂变方程为n+U―→Ba+Kr+3n,
则核反应前后的质量亏损为
Δm=mU+mn-mBa-mKr-3mn=3.578×10-28 kg,
由爱因斯坦质能方程可得释放的核能为ΔE=Δmc2=3.578×10-28×(3×108)2 J=3.220 2×10-11 J.
二、核电站
1.核电站的主要部件及作用如下表:
部件
名称
项目 慢化剂 控制棒 热循环介质 保护层 采用的材料 石墨、重水或普通水(也叫轻水) 镉或硼钢 水或液态的金属钠 很厚的水泥外壳 作用 降低中子速度,便于铀235吸收 吸收中子,控制反应速度 把反应堆内的热量传输出去 屏蔽射线,防止放射性污染
2.核电站发电的优点
(1)消耗的核燃料少.
(2)作为核燃料的铀、钍等在地球上可采储量大,所能提供的能量大.
(3)对环境的污染要比火力发电小.
例3 (多选)铀核裂变是核电站核能的重要来源,其中一种裂变反应是U+n―→Ba+