题目

题型：不详难度：来源：

在其他能源中，核能具有能量密度大、地区适应性强的优势.在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能.
（1）核反应方程式+n→++aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为______，a=______.以m_U、m_Ba、m_Kr分别表示、、的质量.m_n、m_p分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述反应过程中放出的核能ΔE=__________________________.
（2）有一座发电能力为P=1.00×10⁶ kW的核电站，核能转化为电能的效率η=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题（1）中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能ΔE=2.78×10^－11 J,的质量m_U=390×10^－27 kg.求每年（1年=3.15×10⁷ s）消耗的的质量.

答案

（1）中子   3  ［m_U－(m_Ba+m_Kr+2m_n)］c²
（2）1104.77 kg

解析

（1）由电荷数守恒易判定X的电荷数为0，这说明X即为中子.据质量数守恒有235+1=141+92+a,则a=3
反应中的质量亏损 Δm=m_U－(m_Ba+m_Kr+2m_n)
据质能方程得 ΔE=Δmc²=［m_U－(m_Ba+m_Kr+2m_n)］c²
（2）在1年内输出的电能 W=Pt
W_总=
因ΔE=2.78×10^－11 J，则核反应数n=
故消耗的的质量为
m=n·m_U=m_U="1104.77" kg.