Một nhà máy điện hạt nhân sử dụng nguyên liệu hạt nhân là 235 U Biết rằng mỗi phân hạch

Một nhà máy điện hạt nhân sử dụng nguyên liệu hạt nhân là . Biết rằng mỗi phân hạch sẽ toả năng lượng 200 MeV. Hiệu suất phát điện của nhà máy là 36%. Công suất phát điện của nhà máy là 1 400 MW.

Giải Vật Lí 12 Bài 25: Bài tập về vật lí hạt nhân - Kết nối tri thức

Bài tập 4 trang 121 Vật Lí 12: Một nhà máy điện hạt nhân sử dụng nguyên liệu hạt nhân là ${}^{235}\mathrm{U}$. Biết rằng mỗi phân hạch sẽ toả năng lượng 200 MeV. Hiệu suất phát điện của nhà máy là 36%. Công suất phát điện của nhà máy là 1 400 MW.

a) Hãy tính khối lượng của nguyên liệu ${}^{235}\mathrm{U}$ nhà máy tiêu thụ trong 1 năm.

b) Tính lượng than đá tiêu thụ để sản xuất ra năng lượng điện tương đương, biết rằng năng suất toả nhiệt của than đá là 30 MJ/kg.

Lời giải:

a) 1 năm = 365.86400 = 31536000 giây

Năng lượng nhà máy phát điện sinh ra trong 1 năm:

$A=\text{P}.t={1400.10}^6.31536000=4,{42.10}^{16}\text{}J$

Năng lượng do phản ứng phân hạch sinh ra:

$A\text{'}=\frac{A}{H}=\frac{4,{42.10}^{16}}{36\%}=1,{23.10}^{17}J$

Mỗi phản ứng phân hạch toả năng lượng 200 MeV nên số phản ứng phân hạch có được:

$n=\frac{1,{23.10}^{17}}{200.1,{6.10}^{-13}}=3,{84.10}^{27}$ phản ứng

Mỗi một phản ứng phân hạch dùng 1 nguyên tử ${}^{235}\mathrm{U}$ nên số phản ứng phân hạch bằng với số nguyên tử ${}^{235}\mathrm{U}$ là 3,84.10²⁷ nguyên tử.

Khối lượng ${}^{235}\mathrm{U}$ cần dùng trong 1 năm là:

$m=\frac{3,{84.10}^{27}}{6,{02.10}^{23}}.235=1,{5.10}^{6}g=1,5$ tấn

b) Lượng than đá cần sử dụng: $m=\frac{1,{23.10}^{17}}{{30.10}^6}=4,{1.10}^{9}kg$

Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 25: Bài tập về vật lí hạt nhân hay khác:

• Khởi động trang 119 Vật Lí 12: Cần vận dụng những kiến thức cơ bản nào để giải những bài tập về vật lí hạt nhân? ....

• Bài tập 1 trang 121 Vật Lí 12: Lực nào đã làm thay đổi phương của hạt alpha (${}_2^4\mathrm{He}$) khi được bắn vào lá vàng mỏng? ....

• Bài tập 2 trang 121 Vật Lí 12: Người ta đo độ phóng xạ H của một đồng vị theo thời gian t và điền kết quả vào Bảng 25.1 ....

• Bài tập 3 trang 121 Vật Lí 12: Dùng máy đo phóng xạ của một mẫu gỗ của một cổ vật phát hiện được 240 phóng xạ mỗi phút. Biết rằng ....

• Bài tập 5 trang 122 Vật Lí 12: Vào tháng 6 năm 2024, người lái xe tải sẽ phải chờ bao nhiêu lâu để toàn bộ lượng thuốc đông y chất ....

• Bài tập 6 trang 122 Vật Lí 12: Dược chất phóng xạ FDG có thành phần là đồng vị ${}_9^{18}\mathrm{F}$ với chu kì bán rã là 110 phút, được sử dụng trong chụp ảnh cắt lớp ....

• Em có thể trang 122 Vật Lí 12: Vận dụng các kiến thức về cấu trúc hạt nhân, phản ứng hạt nhân, phóng xạ và các ứng dụng ....