对重核裂变的理解 [典例1] 关于重核的裂变,以下说法正确的是( )
A.核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量
B.中子从铀块中通过时,一定发生链式反应
C.重核裂变释放出大量能量,产生明显的质量亏损,所以核子数要减少
D.重核裂变为中等质量的核时,要发生质量亏损,放出核能
[解析]选D 根据重核发生裂变的条件和裂变放能的原理分析可知,裂变时铀核俘获中子即发生核反应,是核能转化为其他形式能的过程。其释放的能量远大于等于其俘获中子时吸收的能量。链式反应是有条件的,即铀块的体积必须大于等于其临界体积,如果体积小,中子从铀块中穿过时,碰不到原子核,则链式反应就不会发生。在裂变反应中质量数、电荷数均守恒,即核子数守恒,所以核子数是不会减少的。因此选项A、B、C均错;重核裂变为中等质量的原子核时,会发生质量亏损,从而释放出核能,故D对。
核能的计算 [典例2] U受中子轰击时会发生裂变,产生Ba和Kr,同时放出能量,已知每个铀核裂变时释放的能量为200 MeV。
(1)写出核反应方程。
(2)现在要建设发电功率为5×105 kW的核电站,用铀235作为核燃料,假设核裂变释放的能量一半转化为电能,那么该核电站一天消耗铀235多少千克?(阿伏加德罗常数为NA=6.0×1023 mol-1)
[解析] (1)核反应方程为
U+n→Ba+Kr+3n+200 MeV。
(2)核电站一天发出的电能为
E1=Pt=5×108×24×3.6×103 J=4.32×1013 J
铀核裂变释放的总能量为
E2=2E1=8.64×1013 J
由于每个铀核裂变时释放的能量
E0=200 MeV=3.2×10-11 J,
则铀核的物质的量为