Завдання 4, § 35. Ядерний цикл. Атомна енергетика України

Розв’язання крок за кроком

1. Переведемо теплову потужність одного реактора у вати: $3000\text{МВт}=3\cdot 10^9\text{Вт}$. За добу ($t=24\text{год}=86400\text{с}$) один реактор виділяє енергію $E_1=P_{\text{теп}}\cdot t=3\cdot 10^9\text{Вт}\cdot 86400\text{с}=2,592\cdot 10^{14}\text{Дж}$.

2. Знайдемо загальну енергію за добу для всіх реакторів Південноукраїнської АЕС (станція має 3 блоки): $E_{\text{заг}}=3\cdot E_1=7,776\cdot 10^{14}\text{Дж}$.

3. Обчислимо кількість ядер урану-235, що розпалися: $N=\frac{E_{\text{заг}}}{\epsilon }=\frac{7,776\cdot 10^{14}\text{Дж}}{3,2\cdot 10^{-11}\text{Дж}}=2,43\cdot 10^{25}$ ядер.

4. Переведемо кількість ядер у масу. Масове число $A=235$, отже маса одного ядра приблизно дорівнює $235\text{а.о.м.}$. В одному атомному одиниці маси (а.о.м.) міститься $1,66\cdot 10^{-27}\text{кг}$. Маса одного ядра: $m_{\text{ядра}}=235\cdot 1,66\cdot 10^{-27}\text{кг}\approx 3,901\cdot 10^{-25}\text{кг}$.

5. Знайдемо загальну масу: $m=N\cdot m_{\text{ядра}}=(2,43\cdot 10^{25})\cdot (3,901\cdot 10^{-25}\text{кг})\approx 94,8\text{кг}$.