Question

利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站。核电站消耗的“燃料”很少，但功率却很大，目前，核能发电技术已经成熟，我国已具备了发展核电的基本条件。
(1)核反应堆中的“燃料”是，完成下面的核反应方程式：；
(2)一座100万千瓦的核电站，每年需要多少浓缩铀? 已知铀核的质量为235.043 9 u，中子质量为1.008 7 u，锶(sr)核的质量为89.907 7 u，氙(Xe)核的质量为135.907 2 u。1u=1.66×10^-27kg，浓缩铀中铀235的含量占2％。
(3)同样功率(100万千瓦)的火力发电站，每年要消耗多少吨标准煤?(已知标准煤的热值为2.93×10⁴KJ/kg)
(4)为了防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危害和对环境的污染，需采取哪些措施?(举两种)

Answer 1

(1) Xe的质量数为136，Sr的核电荷数为38 (2) 2.7×10⁴(kg) (3) 1.1×10⁶t (4)核反应堆外面需要修建很厚的水泥防护层，用来屏蔽射线；对放射性废料，要装入特制的容器，埋入地层深处进行处理

(1)根据核电荷数守恒和质量数守恒可得：Xe的质量数为136，Sr的核电荷数为38
(2)该反应的质量亏损为
=235.0439u+1.0087u-89.9077u-135.9072u-10×1.0087u="0.1507u"
根据爱因斯坦质能方程
=0.1507×1.66×10^-27×(3×10⁸)²=2.3×10^-11(J)
核电站每年所需的能量
=1.0×10⁹×3.6×10³×24×365J=3.2×10¹⁶J
则由题意知：
=2.7×10⁴(kg)
(3)根据煤的热值计算可得消耗煤的质量为kg=1.1×10⁶t
(4)核反应堆外面需要修建很厚的水泥防护层，用来屏蔽射线；对放射性废料，要装入特制的容器，埋入地层深处进行处理