Протягом якого періоду часу відбудеться зменшення початкового завантаження на 2% у реакторі з масою початкового
Протягом якого періоду часу відбудеться зменшення початкового завантаження на 2% у реакторі з масою початкового завантаження Урану-235 10 кг? При цьому потужність реактора постійна й становить 1 МВт. Врахуйте, що внаслідок кожного поділу ядра виділяється 200 МеВ енергії.
Изумрудный_Дракон 69
Давайте решим эту задачу пошагово, чтобы все было понятно.Нам дано, что начальная масса урана-235 в реакторе составляет 10 кг. Мы хотим узнать, сколько времени потребуется для уменьшения начальной массы на 2%. При этом, из каждого деления ядра урана-235 выделяется 200 МэВ энергии, а мощность реактора постоянна и составляет 1 МВт.
Для начала, найдем энергию, выделяющуюся при полном расщеплении всех атомов урана-235. Для этого нужно умножить массу урана-235 на энергию, которая выделяется при каждом делении ядра:
Энергия = Масса урана-235 * Энергия при делении
В нашем случае:
Энергия = 10 кг * 200 МэВ/деление = 2000 МэВ
Теперь переведем энергию в мегаватты. Для этого воспользуемся соотношением:
1 МэВ = 0,001 МВт
Тогда:
2000 МэВ = 2000 * 0,001 МВт = 2 МВт
Теперь у нас есть энергия, выделяющаяся при полном расщеплении всех атомов урана-235, и мощность реактора.
Чтобы узнать, сколько времени потребуется для уменьшения начальной массы на 2%, мы можем воспользоваться соотношением:
Изменение массы = Изначальная масса * Изменение в процентах
В нашем случае:
Изменение массы = 10 кг * 2% = 0,2 кг
Таким образом, нам необходимо уменьшить начальную массу урана-235 на 0,2 кг.
Теперь мы можем использовать соотношение между энергией и изменением массы урана-235:
Изменение массы = Выделяющаяся энергия / (Энергия при делении * Коэффициент конверсии)
В нашем случае:
0,2 кг = 2 МВт / (200 МэВ/деление * 0,001 МВт/МэВ)
Расчет:
0,2 кг = 2 МВт / (0,2 МВт/деление)
0,2 кг = 10 делений
Таким образом, нам потребуется 10 делений, чтобы уменьшить начальную массу урана-235 на 0,2 кг.
Теперь, чтобы найти время, нужно разделить количество делений на частоту делений в единицу времени. В данной задаче мы знаем, что мощность реактора составляет 1 МВт.
Воспользуемся следующим соотношением:
Время = Количество делений / Мощность реактора
В нашем случае:
Время = 10 делений / 1 МВт
Время = 10 делений
Таким образом, потребуется 10 делений времени.
Окончательный ответ: Протягом 10 делений реактора произойдет уменьшение начального загрузки на 2% в реакторе, содержащем 10 кг урана-235.