ГДЗ · Фізика · 9 клас

Сторінка 273

Фізика, Бар’яхтар В. Г., Божинова Ф. Я., Довгий С. О., Кірюхін М. М., Кірюхіна О. О., за ред. Довгого С. О., 2026 · № 1 (с. 273)–5 · 5 завдань

Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».

§ 35. Ядерний цикл. Атомна енергетика України

Завдання 1 (с. 273)

ККД реактора ВВЕР-1000

На Хмельницькій АЕС реактори типу ВВЕР-1000 мають електричну потужність $P_{ел} = 1000 МВт$ , а теплова потужність кожного з них становить $P_{теп} = 3000 МВт$ . Потрібно визначити коефіцієнт корисної дії (ККД).

Розв’язання

Запишемо дані та формулу для розрахунку ККД: $P_{ел} = 1000 МВт$ , $P_{теп} = 3000 МВт$ , $η = \frac{P _{ел}}{P _{теп}}$ .
Підставимо числа у формулу: $η = \frac{1000}{3000} = \frac{1}{3} \approx 0, 333$ .

Відповідь:

ККД реакторів цього типу становить приблизно $33, 3 %$ .

Завдання 2 (с. 273)

Добова енергія Рівненської АЕС

На Рівненській АЕС працюють чотири блоки: два з реакторами ВВЕР-440 ( $P_{ел} = 440 МВт$ ) та два з реакторами ВВЕР-1000 ( $P_{ел} = 1000 МВт$ ). Потрібно знайти загальну вироблену енергію за добу у кВт·год.

Розв’язання

Обчислимо загальну електричну потужність станції: $P_{заг} = 2 \cdot 440 МВт + 2 \cdot 1000 МВт = 880 МВт + 2000 МВт = 2880 МВт$ .
Переведемо потужність в кіловати ( $1 МВт = 1000 кВт$ ): $P_{заг} = 2880000 кВт$ .
Знайдемо енергію за добу ( $t = 24 год$ ): $E = 2880000 кВт \cdot 24 год = 69120000 кВт \cdot год$ .

Відповідь:

Рівненська АЕС за добу виробляє $69120000 кВт \cdot год$ енергії.

Завдання 3

Енергія Запорізької АЕС з ремонтом

Запорізька АЕС має 6 блоків (згідно з інформацією на сторінці). Один блок перебуває на ремонті, решта 5 працюють. Теплова потужність кожного реактора $P_{теп} = 3000 МВт$ , ККД $η = 33, 3 %$ . Потрібно знайти вироблену енергію за добу.

Розв’язання

Кількість працюючих блоків: $6 - 1 = 5$ . Загальна теплова потужність: $P_{теп, заг} = 5 \cdot 3000 МВт = 15000 МВт$ .
Переведемо в кіловати: $15000 МВт = 15000000 кВт$ .
Знайдемо електричну потужність ( $η = 33, 3 % = 0, 333$ ): $P_{ел} = 15000000 \cdot 0, 333 = 4995000 кВт$ (або приблизно $5000000 кВт$ , якщо вважати $33, 3 %$ як $1/3$ ).
Обчислимо енергію за добу: $E = 4995000 кВт \cdot 24 год = 119880000 кВт \cdot год$ .

Відповідь:

Запорізька АЕС виробила приблизно $119880000 кВт \cdot год$ енергії за добу.

Завдання 4

Розрахунок маси спожитого урану-235

Потрібно знайти масу урану-235, яку спалюють щодоби на Південноукраїнській АЕС. Відомо: теплова потужність кожного реактора $P_{теп} = 3000 МВт$ . Енергія при поділі одного ядра $ε = 3, 2 \cdot 1 0^{- 11} Дж$ . Умова: вся енергія передається теплоносію.

Розв’язання

Переведемо теплову потужність одного реактора у вати: $3000 МВт = 3 \cdot 1 0^{9} Вт$ . За добу ( $t = 24 год = 86400 с$ ) один реактор виділяє енергію $E_{1} = P_{теп} \cdot t = 3 \cdot 1 0^{9} Вт \cdot 86400 с = 2, 592 \cdot 1 0^{14} Дж$ .
Знайдемо загальну енергію за добу для всіх реакторів Південноукраїнської АЕС (станція має 3 блоки): $E_{заг} = 3 \cdot E_{1} = 7, 776 \cdot 1 0^{14} Дж$ .
Обчислимо кількість ядер урану-235, що розпалися: $N = \frac{E _{заг}}{ε} = \frac{7 , 776 \cdot 1 0 ^{14} Дж}{3 , 2 \cdot 1 0 ^{- 11} Дж} = 2, 43 \cdot 1 0^{25}$ ядер.
Переведемо кількість ядер у масу. Масове число $A = 235$ , отже маса одного ядра приблизно дорівнює $235 а . о . м .$ . В одному атомному одиниці маси (а.о.м.) міститься $1, 66 \cdot 1 0^{- 27} кг$ . Маса одного ядра: $m_{ядра} = 235 \cdot 1, 66 \cdot 1 0^{- 27} кг \approx 3, 901 \cdot 1 0^{- 25} кг$ .
Знайдемо загальну масу: $m = N \cdot m_{ядра} = (2, 43 \cdot 1 0^{25}) \cdot (3, 901 \cdot 1 0^{- 25} кг) \approx 94, 8 кг$ .

Відповідь:

Щодоби реактори спалюють приблизно $95 кг$ урану-235.

Завдання 5

Перспективи розвитку атомної енергетики України

Потрібно дізнатися про майбутнє атомної енергетики в Україні (відповідь за матеріалом підручника).

Розв’язання

Україна посідає 11 місце у світі за запасами уранової руди, що вистачить на кілька століть.
Однак країна не має повної промисловості для переробки руди та виготовлення ТВЕЛів, тому використовує іноземні поставки.
Три з чотирьох АЕС не мають власних сховищ; відпрацьоване паливо тимчасово зберігають у Чорнобильській зоні (з 2021 р.).
Існує дискусія щодо надання місця для сховища іншим країнам, оскільки територія довго не буде придатною для життя.

Відповідь:

Перспективи залежать від розвитку власної промисловості та вирішення питання з утилізацією відпрацьованих ТВЕЛів; станом на 2021 р. основним сховищем є Чорнобильська зона, де зберігають паливо від трьох АЕС.