При делении одного ядра изотопа урана 235 освобождается 200 МэВ энергии. Определите количество

Ответы на вопрос

Отвечает Клыкова Арина.

Чтобы определить количество энергии, выделяющееся при делении 20 кг урана-235, мы воспользуемся следующими шагами:

Молярная масса урана-235 составляет 235 г/моль, а число Авогадро ( $N_A$ ) равно $6.022 \cdot 10^{23}$ атомов/моль.

Масса урана в граммах:

m = 20 \, \text{кг} = 20 \cdot 1000 = 20000 \, \text{г}.

Количество молей урана:

n = \frac{m}{M} = \frac{20000}{235} \approx 85.1 \, \text{моль}.

Количество атомов урана-235:

N = n \cdot N_A = 85.1 \cdot 6.022 \cdot 10^{23} \approx 5.12 \cdot 10^{25} \, \text{атомов}.

Энергия, выделяемая при делении одного ядра урана-235, равна $200 \, \text{МэВ}$ . Переведем это значение в джоули:

1 электронвольт ( $\text{эВ}$ ) равен $1.602 \cdot 10^{-19} \, \text{Дж}$ , поэтому:

200 \, \text{МэВ} = 200 \cdot 10^6 \cdot 1.602 \cdot 10^{-19} \, \text{Дж} = 3.204 \cdot 10^{-11} \, \text{Дж}.

Общая энергия выделяется при делении всех атомов урана:

E = N \cdot E_{\text{атом}}.

Подставим значения:

E = (5.12 \cdot 10^{25}) \cdot (3.204 \cdot 10^{-11}) \, \text{Дж}.

Выполним расчет:

E \approx 1.64 \cdot 10^{15} \, \text{Дж}.

При делении 20 кг урана-235 выделится энергия, равная примерно:

1.64 \cdot 10^{15} \, \text{Дж}.

Для сравнения, это сопоставимо с энергией, выделяющейся при взрыве более 390 мегатонн тротила!

При делении одного ядра изотопа урана 235 освобождается 200 МэВ энергии. Определите количество энергии, выделяющееся при делении 20 кг урана.