Với giải Bài tập 4 trang 121 Vật lí 12 Kết nối tri thức chi tiết trong Bài 25: Bài tập về vật lí hạt nhân giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 12. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật lí 12 Bài 25: Bài tập về vật lí hạt nhân

Bài tập 4 trang 121 Vật Lí 12: Một nhà máy điện hạt nhân sử dụng nguyên liệu hạt nhân là ${}^{235}\mathrm{U}$. Biết rằng mỗi phân hạch sẽ toả năng lượng 200 MeV. Hiệu suất phát điện của nhà máy là 36%. Công suất phát điện của nhà máy là 1 400 MW.

a) Hãy tính khối lượng của nguyên liệu ${}^{235}\mathrm{U}$ nhà máy tiêu thụ trong 1 năm.

b) Tính lượng than đá tiêu thụ để sản xuất ra năng lượng điện tương đương, biết rằng năng suất toả nhiệt của than đá là 30 MJ/kg.

Lời giải:

a) 1 năm = 365.86400 = 31536000 giây

Năng lượng nhà máy phát điện sinh ra trong 1 năm:

$A=\text{P}.t={1400.10}^6.31536000=4,{42.10}^{16}\text{}J$

Năng lượng do phản ứng phân hạch sinh ra:

$A\text{'}=\frac{A}{H}=\frac{4,{42.10}^{16}}{36\%}=1,{23.10}^{17}J$

Mỗi phản ứng phân hạch toả năng lượng 200 MeV nên số phản ứng phân hạch có được:

$n=\frac{1,{23.10}^{17}}{200.1,{6.10}^{-13}}=3,{84.10}^{27}$ phản ứng

Mỗi một phản ứng phân hạch dùng 1 nguyên tử ${}^{235}\mathrm{U}$ nên số phản ứng phân hạch bằng với số nguyên tử ${}^{235}\mathrm{U}$ là 3,84.10²⁷ nguyên tử.

Khối lượng ${}^{235}\mathrm{U}$ cần dùng trong 1 năm là:

$m=\frac{3,{84.10}^{27}}{6,{02.10}^{23}}.235=1,{5.10}^{6}g=1,5$ tấn

b) Lượng than đá cần sử dụng: $m=\frac{1,{23.10}^{17}}{{30.10}^6}=4,{1.10}^{9}kg$