Question

Яка маса Урану-235 спалюється щогодини в реакторі атомної електростанції електричною потужністю 320 МВт, якщо ККД електростанції – 36 %.​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

P = 320 МВт = 320·10⁶ Вт

t = 1 год ≈ 32·10⁶ c

η = 36%     или η = 0,36

M = 235·10⁻³ кг/моль  - молярная масса урана-235:

Nₐ = 6,02·10²³ моль⁻¹ - число Авогадро

___________________

m - ?

1)

Известно, что при распаде  одного ядра U-235 выделяется

Q₀ = 200 эВ энергии, или

Q₀ = 200·1,6·10⁻¹⁹ = 3,2·10⁻¹⁷ Дж.

Возьмем массу урана m₁ = 1 кг

Тогда число ядер:

N = m₁·Nₐ / M = 1·6,02·10²³ / (235·10⁻³) ≈ 2,56·10²⁴

Выделившаяся энергия:

Q₁ = N·Q₀ ≈ 2,56·10²⁴·3,2·10⁻¹⁷ ≈ 82·10⁶   Дж

2)

Выработанная энергия на АЭС за год с учетом КПД:

Q = P·t / η = 320·10⁶·32·10⁶ / 0,36 ≈ 2,84·10¹⁶ Дж

И тогда необходимая масса урана-235:

m = Q / Q₁ = 2,84·10¹⁶ / 82·10⁶ ≈ 350·10⁶ кг