Яка потужність атомної електростанції, чия коефіцієнт використання енергії дорівнює 25%, якщо протягом 24 годин

Звездочка

17

Щоб визначити потужність атомної електростанції, спочатку нам знадобиться обчислити виділення енергії від поділу одного ядра урану-235.

Уран-235 є розщеплюваною речовиною, і під час ядерного розпаду його ядра залучаються нейтрони, що призводять до поділу ядра і виділення енергії в процесі ядерного додавання. Для урану-235 через ядерну делімітність становить близько 200 МеВ.

Отже, виділення енергії від поділу одного ядра урану-235 дорівнює 200 МеВ.

Далі нам потрібно врахувати, що за 24 години використовується 150 г урану-235. Щоб обчислити сумарне виділення енергії, перемножимо кількість використаного урану на виділення енергії від поділу одного ядра: \[150 \, \text{г} \times 200 \, \text{МеВ}\]

Проте, нам потрібно перевести грами урану в кількість ядер, щоб обчислити повну енергію. Для цього використовується кількість Авогадро, яка дорівнює приблизно \(6.022 \times 10^{23}\) молекул або атомів на моль.

Молярна маса урану-235 дорівнює приблизно \(235\) г/моль. Тому, для обчислення кількості ядер урану-235, поділимо масу урану на молярну масу та перемножимо на число Авогадро: \[ \frac{{150 \, \text{г}}}{{235 \, \text{г/моль}} \times 6.022 \times 10^{23} \, \text{ядер/моль}} \]

Отримане значення представляє кількість ядер урану-235, використану за 24 години. Тепер, щоб обчислити повну енергію, перемножимо це значення на виділення енергії від поділу одного ядра: \[ \frac{{150 \, \text{г}}}{{235 \, \text{г/моль}} \times 6.022 \times 10^{23} \, \text{ядер/моль}}} \times 200 \, \text{МеВ} \]

Тепер нам треба вирахувати кількість використаної енергії. Коефіцієнт використання енергії становить 25%, що означає, що тільки 25% загальної енергії використовується. Щоб отримати кількість використаної енергії, помножимо повну енергію на коефіцієнт використання: \[ \left( \frac{{150 \, \text{г}}}{{235 \, \text{г/моль}} \times 6.022 \times 10^{23} \, \text{ядер/моль}}} \times 200 \, \text{МеВ} \right) \times 0.25 \]

Отже, ми отримали фінальне значення використаної енергії атомної електростанції з коефіцієнтом використання 25%. Цей результат буде вказаний у одиницях енергії (МеВ), і його можна використовувати для подальших обчислень. Сподіваюся, що цей відповідь був достатньо детальним і пояснювальним для вашого розуміння.