Tàu ngầm hạt nhân là một loại tàu ngầm vận hành nhờ sử dụng năng lượng của phản ứng hạt nhân. Nguyên liệu thường dùng là \({U^{235}}\). Mỗi phân hạch của hạt nhân \(\) tỏa ra năng lượng trung bình là \(200{\rm{ }}MeV\). Hiệu suất của lò phản ứng là \(25\% \). Nếu công suất của lò là 400MW thì khối lượng \({U^{235}}\) cần dùng trong một ngày xấp xỉ bằng:
Trả lời bởi giáo viên
+ Năng lượng hạt nhân của lò phản ứng cung cấp cho tàu ngầm vận hành trong một ngày:
\(W{\rm{ }} = {\rm{ }}P.t{\rm{ }} = {\rm{ }}{400.10^6}.86400{\rm{ }} = {\rm{ }}{3,456.10^{13}}J\)
+ Do hiệu suất của lò đạt 25% nên năng lượng của mỗi phân hạch cung cấp là:
\(\Delta {\rm{W}} = 200.0,25 = 50MeV = {8.10^{ - 12}}J\)
+ Số phân hạch cần xảy ra để có năng lượng W là: \(N = \dfrac{{\rm{W}}}{{\Delta {\rm{W}}}} = {4,32.10^{24}}\)
+ Cứ một phân hạch cần 1 hạt \({U^{235}}\)
=> Số hạt\({U^{235}}\) dùng trong 1 ngày là: \(N{\rm{ }} = {\rm{ }}{4,32.10^{24}}\) hạt
+ Lại có: \(N = \dfrac{m}{A}.{N_A} \Rightarrow m = \dfrac{{N.A}}{{{N_A}}} = \dfrac{{{{4,23.10}^{24}}.235}}{{{{6,02.10}^{23}}}} \approx 1686,4g = 1,69kg\)
Hướng dẫn giải:
+ Sử dụng công thức liên hệ giữa số hạt và khối lượng: \(N = \dfrac{m}{A}{N_A}\)
+ Hiệu suất: \(H = \dfrac{{{P_{ci}}}}{{{P_{tp}}}}\)