Đề bài

Một nhà máy điện hạt nhân tiêu thụ trung bình 58,75 g \({}^{235}U\) mỗi ngày. Biết hiệu suất của nhà máy là 25%; mỗi hạt nhân \({}^{235}U\) phân hạch giải phóng 200,0 MeV.

a) Tính công suất phát điện của nhà máy.

b) Giả thiết sau mỗi phân hạch trung bình có 2,5 neutron được giải phóng thì sau một ngày số neutron thu được trong lò phản ứng là bao nhiêu? Cho rằng neutron

chỉ mất đi do bị hấp thụ bởi các \({}^{235}U\) trong chuỗi phân hạch dây chuyền.

Phương pháp giải

Vận dụng kiến thức về năng lượng hạt nhân

Lời giải của GV Loigiaihay.com

a) Năng lượng 58,75 g \({}^{235}U\) toả ra: \(E = \frac{m}{A}.{N_A}.200MeV = \frac{{58,75}}{{235}}.6,{02.10^{23}}.200.1,{6.10^{ - 13}} = 4,{816.10^{12}}(J)\)

Hiệu suất của máy phát điện là 25%, nên năng lượng có ích là: \({E_{ci}} = 25\% E = 25\% .4,{816.10^{12}} = 1,{204.10^{12}}(J)\)

Công suất của nhà máy: \(P = \frac{{{E_{ci}}}}{t} = \frac{{1,{{204.10}^{12}}}}{{86400}} = 13,{9.10^6}({\rm{W}})\)

b) Mỗi phản ứng cần dùng 1 neutron và sinh ra 2,5 neutron.

Sau một ngày số neutron thu được trong lò phản ứng là:

\(N' = \frac{m}{A}.{N_A}.(2,5 - 1) = \frac{{58,75}}{{235}}.6,{02.10^{23}}(2,5 - 1) = 2,{26.10^{23}}\)