Какова масса урана 238, используемого в АЭС, чтобы произвести такое же количество энергии, которое производит
Какова масса урана 238, используемого в АЭС, чтобы произвести такое же количество энергии, которое производит ТЭС при сжигании 100т нефти?
Артемовна 2
Чтобы решить данную задачу, нам потребуется знать энергетическую эквивалентность сжигания 1 т нефти и процесса деления ядра урана 238, а также применить формулу для вычисления массы урана.1. Воспользуемся информацией об энергии, выделяющейся при сжигании 1 т нефти в тепловой электростанции (ТЭС). Общепринятая цифра составляет примерно 42 МДж/кг.
2. Затем нам нужно найти энергию деления урана 238. Деление одного ядра урана 238 выделяет приблизительно 200 МэВ (миллионов электрон-вольт). Нам также нужно знать, сколько делений происходит в 1 т урана 238.
3. Используем известный нам формуляр, чтобы найти массу урана 238, которая нужна для производства такого же количества энергии, что и при сжигании 100 т нефти.
Пошаговое решение:
1. Переведем массу 100 т нефти в килограммы:
2. Найдем энергию, выделяемую при сжигании 100,000 кг нефти на ТЭС:
3. Теперь найдем энергию, выделяемую при делении урана 238. Для этого нужно узнать количество делений в 1 т урана 238 и умножить на энергию деления одного ядра:
По данным из источников, 1 т урана 238 содержит примерно
Теперь посчитаем энергию, выделяемую при делении 1 т урана 238:
4. Преобразуем единицы измерения энергии, чтобы сравнить энергии, выделяемые нефтью и ураном:
1 МДж =
Таким образом, энергия, выделяемая при сжигании 100,000 кг нефти, составляет
5. Теперь сравним энергию, выделяемую при сжигании нефти, и энергию деления урана, чтобы найти массу урана 238:
Масса урана 238, необходимая для производства такой же энергии, как при сжигании 100 т нефти, вычисляется следующим образом:
6. Окончательные вычисления:
Получается, масса урана 238 составляет примерно
Таким образом, для производства такой же энергии, как при сжигании 100 т нефти на ТЭС, потребуется примерно 0.157 кг урана 238.