Question

СРОЧНО! Решите пожалуйста, если можно - с подробным объяснением. Какой запас ядерного топлива ²³⁵₉₂U(урана) должен иметь атомный ледокол для плавания на протяжении одного года,если общая мощность атомного реактора 32400 Кв , а КПД 20 %. При делении одного ядра урана выделяется энергия 200 МэВ.

Answer 1

См. решение во вложении..!
 

Answer 2

По формуле КПД=Ап / Q. (Ап- полезная работа. Ап=Р*t. (P-мощность=15*10^6Вт, t-время=1месяц( перевести в секунды) t=30*24*3600=2592000c. Q-количество теплоты, выделенное ураном. Q=N*E1. (N-число атомов) N=m*Na / M. ( m-масса, Na-постоянная Авогадро, М-молярная масса урана (вы не написали,какой уран 235 или 238? (для U235 M=0,235кг/моль, для U238, M=0,238кгмоль), Подставим, да МэВ перевести в Джоули. ( 1МэВ=1,6*10^(-13)Дж), m=P*t*M / E1*Na*КПД. (КПД=0,3).
m (U238)=1,6кг. m(U235)=1,58кг.

Answer 3

Для решения данной задачи, мы должны вычислить количество ядерного топлива, необходимого для плавания атомного ледокола в течение одного года, учитывая общую мощность атомного реактора, КПД и энергию, выделяемую при делении одного ядра урана.

Шаг 1: Вычисление энергии, производимой реактором за один год. Общая мощность атомного реактора составляет 32400 кВ (киловатт). Чтобы вычислить энергию, производимую реактором за один год, нужно умножить общую мощность на количество часов в году:

Энергия = Мощность * Время = 32400 кВ * (365 дней * 24 часа) = 32400 кВ * 8760 часов = 283824000 кВч (киловатт-часов)

Шаг 2: Вычисление энергии, выделяемой при делении одного ядра урана. Энергия, выделяемая при делении одного ядра урана, составляет 200 МэВ (мегаэлектрон-вольт).

Шаг 3: Вычисление количества ядерного топлива. Теперь, зная энергию, производимую реактором за год, и энергию, выделяемую при делении одного ядра урана, мы можем вычислить количество ядерного топлива:

Количество ядерного топлива = Энергия / Энергия на деление одного ядра = 283824000 кВч / (200 МэВ * 1.6 * 10^(-19) Дж/эВ) ≈ 8853000000 ядерных частиц урана

Таким образом, атомный ледокол должен иметь запас ядерного топлива приблизительно равный 8,853 миллиардам ядерных частиц урана для плавания на протяжении одного года, при условии, что общая мощность атомного реактора составляет 32400 кВ и КПД составляет 20%.