Все задачи по теме — от базовых к сложным, с подсказками и решениями. Объяснение темы — на странице темы.
Тепловая мощность реактора 3000 МВт, электрическая мощность АЭС 1000 МВт. Найдите КПД станции в процентах.
КПД — доля полезной (электрической) мощности от тепловой.
\(\eta = \dfrac{P_{\text{эл}}}{P_{\text{т}}} \cdot 100\% = \dfrac{1000}{3000} \cdot 100\% \approx 33\%\).
Оператор полностью опустил регулирующие стержни в активную зону. Что произойдёт с цепной реакцией и почему?
Вспомните, что делают регулирующие стержни с нейтронами.
Регулирующие стержни сильно поглощают нейтроны. Когда они полностью в активной зоне, почти все свободные нейтроны захватываются, новых делений становится меньше, чем нужно для поддержания реакции, и цепная реакция затухает.
При делении всех ядер 1 г урана-235 выделяется около \(8 \cdot 10^{10}\) Дж. Сколько урана-235 расходует за сутки реактор тепловой мощностью 3000 МВт?
Найдите энергию за сутки (\(W = Pt\)) и разделите на энергию одного грамма.
\(W = Pt = 3 \cdot 10^9 \cdot 86\,400 \approx 2{,}6 \cdot 10^{14}\) Дж.
\(m = \dfrac{W}{q} = \dfrac{2{,}59 \cdot 10^{14}}{8 \cdot 10^{10}} \approx 3240\) г \(\approx 3{,}2\) кг.
Почему природный уран перед загрузкой в реактор на медленных нейтронах обогащают? Что при этом увеличивают?
Какой изотоп урана хорошо делится медленными нейтронами и сколько его в природе?
Хорошо делится медленными нейтронами уран-235, а в природном уране его меньше 1 %. Остальное — уран-238, который нейтроны в основном захватывает без деления. Чтобы цепная реакция могла идти, долю урана-235 повышают до нескольких процентов — это и есть обогащение.
Электрическая мощность АЭС 1000 МВт, КПД 32 %. При одном делении ядра урана-235 выделяется около 200 МэВ (\(3{,}2 \cdot 10^{-11}\) Дж). Сколько ядер делится в реакторе каждую секунду?
Сначала найдите тепловую мощность реактора, потом разделите её на энергию одного деления.
Тепловая мощность: \(P_{\text{т}} = \dfrac{P_{\text{эл}}}{\eta} = \dfrac{10^9}{0{,}32} \approx 3{,}1 \cdot 10^9\) Вт.
Число делений за 1 с: \(N = \dfrac{P_{\text{т}} \cdot 1\,\text{с}}{W_1} = \dfrac{3{,}125 \cdot 10^9}{3{,}2 \cdot 10^{-11}} \approx 9{,}8 \cdot 10^{19}\).
В реакторе, где вода служит и замедлителем, и теплоносителем, из активной зоны ушла часть воды. Как это скажется на цепной реакции и почему такая конструкция считается безопасной в этом отношении?
Что делает вода с нейтронами и какие нейтроны лучше делят уран-235?
Вода замедляет быстрые нейтроны, а уран-235 делится в основном медленными. Если воды меньше, нейтроны замедляются хуже, доля делений падает, и цепная реакция ослабевает сама собой. Потеря теплоносителя одновременно лишает реактор замедлителя, поэтому мощность не растёт, а снижается. Но охлаждать топливо всё равно нужно — оно продолжает нагреваться за счёт распада осколков.
УрокГид — https://urokgid.ru/fizika/9-klass/stroenie-atoma-i-atomnogo-yadra/yadernyj-reaktor/zadachi/