Question

2．若${\;}_{92}^{235}$U俘獲一個中子裂變成${\;}_{38}^{90}$Sr及${\;}_{54}^{136}$Xe兩種新核，且三種原子核的質量分別為235.043 9u、89.907 7u和135.907 2u，中子質量為1.008 7u（1u=1.6606×10^-27 kg，1u相當于931.50MeV  N_A=6.02×10²³mol^-1）
（1）寫出鈾核裂變的核反應方程；
（2）求9.2kg純鈾235完全裂變所釋放的能量是多少？（取兩位有效數字）

Answer 1

分析 （1）根據質量數和電荷數守恒可正確書寫核反應方程；
（2）算出反應前后質量虧損，根據愛因斯坦質能方程△E=△mc²可以求出釋放能量，再由質量求出摩爾數，確定其個數，最終求解．

解答 解：（1）根據核反應的質量數與質子數守恒，
則有：${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$n→${\;}_{38}^{90}$Sr+${\;}_{54}^{136}$Xe+10${\;}_{0}^{1}$n．
（2）因為一個鈾核裂變的質量虧損：
△m=（235.043 9 u+1.008 7 u）-（89.907 7 u+135.907 2 u+10×1.008 7 u）=0.150 7 u，
故9.2 kg的鈾裂變后總的質量虧損為：
△M=6.02×10²³×0.1507×9.2×10³/235 u=3.55×10²⁴ u，
所以△E=△Mc²=3.55×10²⁴×931.50 MeV=3.3×10²⁷ MeV．
答：（1）鈾核裂變的核反應方程${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$n→${\;}_{38}^{90}$Sr+${\;}_{54}^{136}$Xe+10${\;}_{0}^{1}$n；
（2）求9.2kg純鈾235完全裂變所釋放的能量是3.3×10²⁷ MeV．

點評 本題主要考查了核反應方程的書寫與愛因斯坦質能方程的直接應用，難度不大，屬于基礎題．