Какое количество Урана-235 тратится в сутки на атомной электростанции мощностью 5 МВт? КПД электростанции равняется 17%. Считайте, что при каждом разделении ядра Урана выделяется энергия 200 Мел. Сколько каменного угля нужно потратить, чтобы заменить уран? 1 eB = 1,6-10-19 Дж

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета количества Урана-235, которое тратится в сутки на атомной электростанции мощностью 5 МВт, нам необходимо вычислить суточное потребление энергии и затем перевести его в количество Урана-235.

1 Мегаватт = 1 МВт = 10^6 Вт

Энергопроизводительность атомной электростанции в день:
Энергия = Мощность Время = 5 10^6 Вт 24 часа = 120 10^6 Вт * час

Энергия в джоулях:
Энергия = 120 10^6 Вт час 3600 с = 432 10^9 Дж

КПД электростанции = 17%
Отсюда получаем выражение:
432 10^9 Дж 0.17 = 73.44 * 10^9 Дж

Энергия при одном разделении ядра Урана = 200 МэВ = 200 10^6 1.6 *10^-19 Дж

Количество Урана-235, которое тратится в сутки:
(73.44 10^9 Дж) / (200 10^6 1.6 10^-19 Дж) = 229500 Урана-235 ядер

Теперь посчитаем сколько каменного угля нужно потратить, чтобы заменить уран.

Один моль урана-235 имеет массу 235 г. Также известно, что при сгорании угля выделяется примерно 24 МДж/кг. Удельная теплота сгорания угля - 24 * 10^6 Дж/кг.

Масса одного ядра урана-235 равна 235 г = 0.235 кг.

Количество энергии, выделяемое при делении одного ядра урана-235:
200 МэВ = 200 10^6 1.6 * 10^-19 Дж

Теперь считаем, сколько каменного угля необходимо для заполнение потребности энергии за один день:

229500 200 10^6 1.6 10^-19 Дж = 7.344 * 10^10 Дж

Необходимая масса угля:
7.344 10^10 Дж / (24 10^6 Дж/кг) = 3060 кг

Итак, для того чтобы заменить Уран-235 на атомной электростанции мощностью 5 МВт, необходимо использовать 3060 кг каменного угля.