n== mol=4.5 mol
故一天消耗的U的质量为
m=nM=4.5×235 g≈1.06 kg。
[答案] (1)U+n→Ba+Kr+3n+200 MeV
(2)1.06 kg
重核裂变释放的核能,计算方法与之前介绍的基本相同,具体可以从以下三个方面进行。
(1)根据爱因斯坦质能方程计算。用裂变反应中质量亏损(Δm)的千克数乘以真空中的光速(c=3×108 m/s)的平方,即ΔE=Δmc2。
(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量计算。用裂变反应中质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV,即ΔE=Δm(u)×931.5 MeV。
(3)由核能的转化量计算。
[典例3] 铀核裂变的许多可能的核反应中的一个是U+n→Ba+Kr+3n。
(1)试计算一个铀235原子核裂变后释放的能量。
(U、Ba、Kr、n的质量分别为235.043 9 u、140.913 9 u、91.897 3 u、1.008 7 u)
(2)1 kg铀235原子核发生上述裂变时能放出多少核能?它相当于燃烧多少煤释放的能量?(煤的热值为2.94×107 J/kg)
[解析] (1)裂变反应中的质量亏损为
Δm=(235.043 9-140.913 9-91.897 3-2×1.008 7) u=0.215 3 u
一个铀235原子核裂变释放的能量为
ΔE=0.215 3×931.5 MeV
≈200.6 MeV。
(2)1 kg铀235中铀核的个数为
N=≈
2.56×1024
1 kg铀235原子核发生裂变时释放的总能量为
E=NΔE=2.56×1024×200.6 MeV