Яка потужність електростанції, якщо щорічно витрачається 154 кг урану в ядерному реакторі станції? Враховуючи

Чтобы найти потребляемую электростанцией мощность, мы можем использовать следующее решение:

Сначала найдем общую энергию, высвобождаемую при делении 154 кг урана. Мы знаем, что при делении ядра урана 235; U высвобождается энергия 3,2 x 10^-11 Дж. Теперь мы можем найти общую энергию:

Энергия = энергия, высвобождаемая одним ядром × количество делений ядер

Мы знаем, что каждый атом урана 235; U имеет массу 3,9 x 10^23 г. Поэтому общее количество атомов урана в 154 кг:

Количество атомов = масса урана / масса атома урана

Теперь мы можем найти общую энергию:

Общая энергия = энергия × количество атомов

Затем мы должны учесть КПД (коэффициент полезного действия) электростанции, который составляет 25%. Рассчитываем фактическую энергию, которая используется для производства электроэнергии:

Фактическая энергия = общая энергия × КПД

И, наконец, мощность электростанции:

Мощность = фактическая энергия / год

С учетом этих шагов, давайте рассчитаем:

Масса атома урана = 3.9 x 10^23 г

Количество атомов = 154 кг / (3.9 x 10^23 г)

Общая энергия = (3.2 x 10^-11 Дж) × (количество атомов)

Фактическая энергия = (Общая энергия) × (КПД)

Мощность = (Фактическая энергия) / (год)

Давайте подставим значения и проведем расчеты:

Количество атомов = 154 000 г / (3.9 x 10^23 г) = 3.95 x 10^−19

Общая энергия = (3.2 x 10^-11 Дж) × (3.95 x 10^−19) = 1.264 x 10^-29 Дж

Фактическая энергия = (1.264 x 10^-29 Дж) × 0.25 = 3.16 x 10^-30 Дж

Мощность = (3.16 x 10^-30 Дж) / (год)

Теперь у нас есть ответ, но нам нужно перевести годы в секунды, чтобы получить значение мощности в ваттах.

1 год = 365 дней × 24 часа × 60 минут × 60 секунд = 31 536 000 секунд

Мощность = (3.16 x 10^-30 Дж) / (31 536 000 секунд)

Итак, мощность электростанции составляет приблизительно:

Мощность = 1.003 x 10^-40 Вт

Получается, что мощность электростанции, которая потребляет 154 кг урана ежегодно, составляет приблизительно 1.003 x 10^-40 Вт.