Question

美国“罗斯福”号核动力航空母舰的动力来自核反应堆，其中主要的核反应方程是n+U→Ba+Kr+______n
 求：
（1）在扩号内填出n前的系数．
（2）用m₁、m₂、m₃分别表示U、Ba、Kr的质量，m表示中子的质量，则上述核反应方程中一个铀235核发生裂变产生的核能△E是多少？
（3）假设核反应堆的总功率P=6.0×10⁵kW若一个铀235核裂变产生的能量为2.8×10^-11J，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少千克铀235？（ 铀235的摩尔质量m=0.235kg/mol，一个月约为t=2.6×10⁶s，阿伏加德罗常数N_A=6.0×10²³mol^-1，计算结果保留两位有效数字）．

Answer

（1）根据质量数与核电荷数守恒求出系数．
（2）先求出质量亏损，然后由质能方程求出产生的核能．
（3）根据核反应释放的能量与核潜艇需要的能量求出铀的质量．
【解析】
（1）由质量数与核电荷数守恒可知，产生的中子数为3；
（2）由题意知，质量亏损为△m=m1-m2-m3-2m，由质能方程可知，释放的核能为△E=△mc2=（ m1-m2-m3-2m）c2；
（3）一个月核反应产生的总能量为E=Pt，
能量E=NA△E，则Pt=NA△E，
解得：m==kg=22kg．
答：（1）n前的系数为3；
（2）一个铀235核发生裂变产生的核能为（m1-m2-m3-2m）c2；
（3）航空母舰在海上航行一个月需要消耗22千克铀235．