Question

已知鈾235的質量為235.043 9 u，鋇141的質量為140.913 9 u，氪92的質量為91.897 3 u，每個中子質量為1.008 7 u.1 kg鈾235發生的鈾核裂變所放出的能量相當于多少優質煤完全燃燒時放出的能量?(1 kg優質煤完全燃燒時能產生3.36×107 J的熱量)

Answer 1

解析：質量虧損為：△m=(m_U+m_n)-(m_Ba+m_kr+3m_n)

=236.052 6 u-235.837 3 u=0.215 3 u

釋放的能量：△E=△mc²≈201 MeV

1 kg鈾235含有的鈾原子核數目為

N=× 6.02×10²³=2.56×10²⁴ 個

1 kg鈾完全反應釋放的總能量為：E_總=N·△E=2.56×10²⁴ ×201×10⁶×1.60×10^-19 J=8.23×10¹³ J

1 t煤完全燃燒釋放的能量為：E=1 000×2.9×10⁷J=2.9×10¹⁰ J，故1 kg鈾完全反應相當于這樣的煤完全燃燒的噸數為：n=2.84×10³ t.

答案：2.84×10³ t