基本例題88)ウランの核分裂
基本問題 606, 607, 608, 609
ウランUの原子核に中性子。n が衝突し,次のような核分裂がおこった。
92
9Xe+Sr+3n
表には,各原子核と中性子の質量を示す。1u=1.66×10-27kg,
真空中の光速を3.00×10°m/s, アボガドロ定数を6.02×103/mol
23U+in
140
54-
n
1.0087 u
38Sr
930
92.8930u
とする。
140マ
5Xe
139.8918u
2351
92
234.9935u
(1)この反応における質量の減少は何uか。
( Uの原子核1個あたりから放出されるエネルギーは何Jか。
(3)1.00gの5Uがすべて核分裂をしたとき,放出されるエネルギーは何Jか。
92
反応前後での質量の減少をAMとす
ると,AMc? のエネルギーが放出される。(3)では,
29Uの原子数を求め,エネルギーを計算する。
(1) 反応前の質量の和は,
234.9935+1.0087=236.0022u
放出されたエネルギーEは, E=AMc? から,
E=3.175×10-28 × (3.00×10°)
指針
=2.857×10-1J …①
解説
2.86×10-11J
(3) 1.00gのUの原子数は, 質量数が235な
ので、
反応後の質量の和は,
139.8918+92.8930+3×1.0087=235.8109u
質量の減少は,
236.0022-235.8109=0.1913u
(2) 反応によって減少した質量をkg に換算する。
AM=0.1913×(1.66×10-27)
=3.175×10-28kg
1.00
×(6.02×103) ==2.561×1021
235
求めるエネルギーE'は, ①の値から,
E'=(2.857×10-11) × (2.561×10')
=7.316×1010J
7.32×100J
