Một nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện \(1920M{\rm{W}}\), dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân \(^{235}U\) với hiệu suất \(30\% \). Trung bình mỗi hạt \(^{235}U\) phân hạch tỏa ra năng lượng \(3,{2.10^{ - 11}}J\). Nhiên liệu dùng làm hợp kim chứa \(^{235}U\) đã làm giàu \(36\% \). Hỏi trong \(365\) ngày hoạt động, nhà máy tiêu thụ một khối lượng nhiên liệu là bao nhiêu? Coi \({N_A} = 6,{02.10^{23}}\)

+ Năng lượng nhà máy sử dụng trong một ngày: \({\rm{W}} = P.t = {1920.10^6}.86400 = 1,{6588.10^{14}}J\)

+ Do hiệu suất của phản ứng là 30% nên năng lượng của mỗi phân hạch cung cấp là:

\(\Delta {\rm{W}} = 3,{2.10^{ - 11}}.30\%  = 9,{6.10^{ - 12}}J\)

+ Số phân hạch cần xảy ra để có năng lượng W là: \(N = \dfrac{{\rm{W}}}{{\Delta {\rm{W}}}} = \dfrac{{1,{{6588.10}^{14}}}}{{9,{{6.10}^{ - 12}}}} = 1,{73.10^{25}}\)                                                          

+ Cứ một phân hạch cần 1 hạt U235

=> số hạt U235 dùng trong 1 ngày là: \({N_U} = {\rm{ }}N{\rm{ }} = {\rm{ }}1,{73.10^{25}}\) hạt

+ Khối lượng U cần dùng trong 1 ngày: \({N_U} = \dfrac{{{m_U}}}{A}.{N_A} \Rightarrow {m_U} = \dfrac{{{N_U}.A}}{{{N_A}}} = \dfrac{{1,{{73.10}^{25}}.235}}{{6,{{02.10}^{23}}}} = 6745,19g\).

+ Nhiên liệu dùng trong lò là U làm giàu đến \(36\% \)

Khối lượng nhiên liệu cần dùng trong  1 ngày: \({m_{nl}} = \dfrac{{{m_U}}}{{36\% }} = \dfrac{{6745,19}}{{0,36}} = 18736,6g = 18,737kg\)

+ Khối lượng nhiên liệu cần dùng trong 365 ngày  là:

\(18,737.365 = 6839,005kg = 6,839\) tấn