Công suất của lò phản ứng hạt nhân trên một tàu phá băng là 16 MW. Tàu dùng năng lượng phân hạch củ hạt nhân U235. Trung bình mỗi phân hạch tỏa ra 200 MeV. Nhiên liệu dùng trong lò là urani đã làm giàu chứa 15% 235U. Biết hiệu suất của lò 30%. Hỏi nếu tàu làm việc liên tục trong 3 tháng thì cần bao nhiêu kg nhiên liệu (coi mỗi nagfy làm việc 24 giờ, 1 tháng tính 30 ngày)
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai+ Năng lượng tàu sử dụng trong 1 ngày: W=P.t=16.106.86400=1,3824.1012
+ Do hiệu suất của lò là 30% nên năng lượng của mỗi phân hạch cung cấp là: ΔW = 200.0,3 = 60MeV=9,6.10−12J
+ Số phân hạch cần xảy ra để có năng lượng W là: \( N = \frac{{\rm{W}}}{{\Delta {\rm{W}}}} = {1,44.10^{23}}\)
+ Cứ một phân hạch cần 1 hạt U235 số hạt U235 dùng trong 1 ngày là: NU = N = 1,44.1023 hạt
+ Khối lượng U cần dùng trong 1 ngày:\( {N_U} = \frac{{{m_U}}}{A}.{N_A} \to {m_U} = \frac{{{N_U}.A}}{{{N_A}}} = \frac{{{{1,44.10}^{23}}.235}}{{{{6,02.10}^{23}}}} = 2126g\)
+ Nhiên liệu dùng trong lò là U làm giàu đến 12,5% (tính theo khối lượng) Khối lượng nhiên liệu cần dùng trong 1 ngày: \( {m_{nl}} = \frac{{{m_U}}}{{12,5\% }} = 449,7g\)
+ Khối lượng nhiên liệu cần dùng trong 3 tháng là:
449,7.90 = 40,47kg
Đề thi thử tốt nghiệp THPT QG môn Vật Lý năm 2020
Trường THPT Lê Qúy Đôn lần 2