Một nhà máy điện hạt nhân sử dụng nguyên liệu hạt nhân là 235U. Biết rằng mỗi phân hạch sẽ toả năng lượng 200 MeV. Hiệu suất phát điện của nhà máy là 36%. Công suất phát điện của nhà máy là 1 400 MW.
a) Hãy tính khối lượng của nguyên liệu 235U nhà máy tiêu thụ trong 1 năm.
b) Tính lượng than đá tiêu thụ để sản xuất ra năng lượng điện tương đương, biết rằng năng suất tỏa nhiệt của than đá là 30 MJ/kg.
a)
+ Năng lượng hạt nhân có ích được chuyển thành điện trong 1 ngày: W0 = P.t
+ Vì hiệu suất của lò là H nên năng lượng thực tế từ phản ứng hạt nhân là:
\(W = \frac{{{W_0}}}{H} = \frac{{Pt}}{H} = \frac{{{{1400.10}^6}.365.24.3600}}{{0,36}} = 1,{2264.10^{17}}J = 7,{6546.10^{29}}MeV\)
+ Số phản ứng (cũng là số hạt Urani tham gia phản ứng) trong 1 năm:
\(N = \frac{W}{{200}} = \frac{{7,{{6546.10}^{29}}}}{{200}} = 3,{8273.10^{27}}\)
+ Khối lượng Urani cần cho một năm:
\(m = \frac{N}{{{N_A}}}.235 = \frac{{3,{{8273.10}^{27}}.235}}{{6,{{022.10}^{23}}}} = 1446001g = 1446kg\)
b) Số lượng than đá tiêu thụ:
\(m = \frac{{1,{{2264.10}^{17}}}}{{{{30.10}^6}}} = {4.10^9}kg\)