Question

Скільки кілограмів Урану-235 щодоби спалюють реактори Південно-Української АЕС, якщо теплова потужність кожного реактора дорівнює 3000МВт? Під час кожного поділу ядра 92 235U виділяється 3,2·10-Дж енергії, яка повність передається носію(воді). Стала Авогадро 6,02·10231/моль.

Answer 1

Ответ:

m = 3,16 кг.

Объяснение:

Дано:

t = 1 доба

P = 3 · 1000 МВт

E0 = 3,2 · 10 –11Дж

M = 235 · 10 –3кг/моль

m — ?

СІ:

Р = 3 · 10 9Вт

t = 86 400 с

Розв'язання:

Робота, яку виконує реактор:

A = P · t.

Енергія, яку виділяє уран:

E = E0 · N,

За умовами задачі A = E, тоді:

Pt =  E0mNA ;

m =  Pt · M;

m =  3 · 10 9Вт · 86 400с · 235 · 10 –3кг/моль  = 3,16 (кг).

Answer 2

Для вирішення цього завдання спочатку потрібно визначити кількість поділів ядра урану-235, що відбуваються за добу.

Теплова потужність реактора дорівнює 3000 МВт, що дорівнює 3000 * 10^6 Дж/с. Знаючи, що під час кожного поділу ядра урану-235 виділяється 3,2 * 10^-13 Дж енергії, можна обчислити кількість поділів ядра за одну секунду.

3000 * 10^6 Дж/с * 1/(3,2 * 10^-13 Дж/поділ) = 9,375 * 10^18 поділів/с

Тепер можна обчислити кількість поділів ядра урану-235 за добу, знаючи, що в добу є 24 * 60 * 60 = 86400 секунд.

9,375 * 10^18 поділів/с * 86400 с = 8,1 * 10^23 поділів/добу

Далі потрібно перевести кількість поділів урану-235 в масу, використовуючи сталу Авогадро.

8,1 * 10^23 поділів/добу * 1 моль/6,02 * 10^23 поділів = 1,35 моль/добу

Оскільки атомна маса урану-235 дорівнює 235 г/моль, можна обчислити масу урану-235, яку спалюють реактори Південно-Української АЕС щодоби.

1,35 моль/добу * 235 г/моль = 317,25 г/добу

Отже, реактори Південно-Української АЕС спалюють близько 317,25 г урану-235 щодоби.