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 U235. Mỗi phân hạch của hạt nhân U235 tỏa ra năng lượng trung bình là 200 MeV. Hiệu suất của lò phản ứng là 25%. Nếu công suất của lò là 400MW thì khối lượng U235 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:
\(W=P.t={{400.10}^{6}}.86400={{3,456.10}^{13}}J\)
+ Do hiệu suất của lò đạt 25% nên năng lượng của mỗi phân hạch cung cấp là:
\(\Delta \text{W}=200.0,25=50MeV={{8.10}^{-12}}J\)
+ Số phân hạch cần xảy ra để có năng lượng W là:
\(N=\frac{\text{W}}{\Delta \text{W}}={{4,32.10}^{24}}\)
+ Cứ một phân hạch cần 1 hạt U235 → số hạt U235 dùng trong 1 ngày là: N = 4,32.1024 hạt
+ Lại có:
\(N=\frac{m}{A}.{{N}_{A}}\Rightarrow m=\frac{N.A}{{{N}_{A}}}=\frac{{{4,23.10}^{24}}.235}{{{6,02.10}^{23}}}\approx 1686,4g=1,69kg\)
Hướng dẫn giải:
Công thức tính năng lượng: \(\text{W}=P.t\)
Sử dụng công thức liên hệ giữa số hạt và khối lượng: \(N=\frac{m}{A}.{{N}_{A}}\)
Hiệu suất: \(H=\frac{{{P}_{ci}}}{{{P}_{tp}}}.100%\)
