Скільки Урану -235 витрачається на атомній станції потужністю 14 МВт, якщо ККД дорівнює 25%? Під час поділу одного ядра Урану виділяється енергія 200 МеВ. ( 1 еВ = 1,6·10^-19)

Ответ:

ККД (коефіцієнт корисно використаної енергії) визначається як відношення корисно використаної енергії до загальної енергії, яка береться з палива. Знайдемо, скільки енергії вивільняється в результаті поділу одного ядра урану.

Вивільнення енергії від поділу ядра урану:

E = 200 МеВ = 200*10^6 еВ * 1,6*10^-19 Дж/еВ

E = 3,2*10^-11 Дж

Тепер знайдемо, скільки енергії виділяється при поділі атомів урану-235 в атомній станції.

P = 14 МВт = 14*10^6 Вт

Час роботи атомної станції складає 1 секунду.

Кількість енергії, витраченої за 1 секунду:

E_витрачено = P * t = 14*10^6 Вт * 1 с = 14*10^6 Дж

Тепер знайдемо ККД:

ККД = (корисна енергія / загальна витрачена енергія) * 100%

ККД = (E / E_витрачено) * 100% = (3,2*10^-11 Дж / 14*10^6 Дж) * 100%

ККД = (2,28571428571 * 10^-15) * 100% = 2,28571428571 * 10^-13 %

Тепер знайдемо, скільки енергії вивільняється від одного грама урану-235 при використанні відомого ККД.

E_вивільнено = E_витрачено * ККД = 14*10^6 Дж * (2,28571428571 * 10^-13 %) = 3,2*10^-7 Дж

Отже, при використанні урану-235 на атомній станції потужністю 14 МВт із коефіцієнтом корисної дії 25%, вивільнюється 3,2*10^-7 Дж енергії.