Question

Потужність атомного реактора 40МВт. За добу він витрачає 200г Урану-235. Знайти ККД реактора під час роботи на повній потужності.​

Answer 1

Ответ:

Щоб розрахувати ефективність ядерного реактора, нам потрібно знати кількість енергії, яку він виробляє, і кількість енергії, яку він споживає (або кількість палива, яке він споживає). Енергія, що виробляється ядерним реактором, зазвичай вказується в одиницях його електричної потужності, в той час як витрата палива вказується в одиницях маси споживаного розщеплюється матеріалу, зазвичай в кілограмах.

Для обчислення ефективності ми можемо використовувати наступну формулу:

ККД = електрична потужність / витрата палива

Електрична потужність реактора вказана як 40 МВт, що означає, що він виробляє 40 мільйонів джоулів електричної енергії в секунду.

Щоб розрахувати витрату палива, нам потрібно перевести масу урану-235, споживаного в день, в його енергетичний еквівалент. Уран-235 має щільність енергії близько 82 ТДж/кг, що означає, що 1 кг урану-235 може виробляти близько 82 тераджоулів енергії. Отже, 200 г (0,2 кг) урану-235 можуть виробляти:

Вироблена енергія = (0,2 кг) х (82 ТДж / кг) = 16,4 ТДЖ

Перетворюючи це на джоулі в секунду (що збігається з Ватами), ми отримуємо:

Вироблена енергія = (16,4 ТДж) / (86400 с/сут) = 190 МВт

Отже, ефективність реактора становить:

ККД = електрична потужність / витрата палива

ККД = 40 МВт / 190 МВт = 0,21 або 21%

Це означає, що реактор ефективний приблизно на 21% при перетворенні енергії, що виділяється при діленні урану-235, в електричну енергію. Енергія, що залишилася, втрачається у вигляді тепла.

Объяснение:

Answer 2

Для розрахунку ККД (коефіцієнта корисної дії) атомного реактора, необхідно знати кількість енергії, яку він виробляє та кількість енергії, яку він споживає. У даному випадку, потужність атомного реактора становить 40 МВт, а кількість витраченого урану-235 за добу - 200 г.

Розрахунок енергії, виробленої реактором за добу

Для розрахунку енергії, виробленої реактором за добу, можна скористатися формулою: ``` Енергія = Потужність * Час ``` У нашому випадку, потужність реактора становить 40 МВт, а час - 24 години (одна доба). Підставляючи ці значення в формулу, отримаємо: ``` Енергія = 40 МВт * 24 год = 960 МВт*год ``` Таким чином, реактор виробляє 960 МВт*год енергії за добу.

Розрахунок енергії, спожитої реактором за добу

Для розрахунку енергії, спожитої реактором за добу, необхідно знати кількість витраченого урану-235 та його енергетичну вартість. За допомогою пошуку, не вдалося знайти точну енергетичну вартість 200 г урану-235. Тому, для продовження розрахунку, будемо вважати, що енергетична вартість 1 г урану-235 становить 24 МВт*год [[1]].

Отже, для розрахунку енергії, спожитої реактором за добу, можна скористатися формулою: ``` Енергія = Кількість урану * Енергетична вартість ``` Підставляючи значення, отримаємо: ``` Енергія = 200 г * 24 МВт*год/г = 4800 МВт*год ``` Таким чином, реактор споживає 4800 МВт*год енергії за добу.

Розрахунок ККД реактора

ККД (коефіцієнт корисної дії) реактора можна розрахувати за формулою: ``` ККД = (Енергія, вироблена реактором / Енергія, спожита реактором) * 100% ``` Підставляючи значення, отримаємо: ``` ККД = (960 МВт*год / 4800 МВт*год) * 100% = 20% ``` Таким чином, ККД реактора під час роботи на повній потужності становить 20%.

Важливо: Зазначена вище формула для розрахунку ККД є загальною, але можуть існувати інші фактори, які впливають на точність розрахунку ККД атомного реактора. Для отримання більш точних результатів, рекомендується звернутися до спеціалістів в галузі ядерної енергетики.