Jrhdhhdhdhdh

Đề bài cho: - Nguyên liệu hạt nhân: \( ^{235}U \) - Mỗi phân hạch tỏa năng lượng: 200 MeV - Hiệu suất nhà máy: 40% = 0,4 - Công suất phát điện: 1500 MW - Năng lượng điện sản xuất trong 1 ngày: 36000 số điện (1 số điện = 1 kWh) - Khối lượng U tiêu thụ trong 1 ngày: 3,952 kg - Năng suất tỏa nhiệt than đá: 30 MJ/kg - Lượng than đá tương đương: 108 tấn --- **a) Tính hiệu suất hạt nhân khai thác năng lượng tỏa ra trong phản ứng phân hạch chuyển hóa thành điện năng** Hiệu suất đã cho là 40%, tức là từ năng lượng tỏa ra do phân hạch, chỉ có 40% được chuyển thành điện năng. Do đó, hiệu suất chuyển đổi năng lượng phân hạch thành điện năng: \[ \eta = 40\% = 0,4 \] --- **b) Kiểm tra năng lượng điện sản xuất ra trong 1 ngày** - Năng lượng điện trong 1 ngày = 36000 số điện = 36000 kWh - Đổi sang MJ: \[ 1 \text{ kWh} = 3.6 \text{ MJ} \implies 36000 \times 3.6 = 129600 \text{ MJ} \] --- **c) Tính khối lượng nguyên liệu U tiêu thụ trong 1 ngày** Bài cho khối lượng là 3,952 kg, ta sẽ kiểm tra lại bằng cách tính năng lượng tỏa ra từ phân hạch. - Công suất phát điện: \( P = 1500 MW = 1500 \times 10^6 W \) - Năng lượng điện trong 1 ngày (86400 s): \[ W_{điện} = P \times t = 1500 \times 10^6 \times 86400 = 1.296 \times 10^{14} J \] - Vì hiệu suất chuyển đổi là 0.4, nên năng lượng phân hạch tỏa ra là: \[ W_{phân hạch} = \frac{W_{điện}}{0.4} = \frac{1.296 \times 10^{14}}{0.4} = 3.24 \times 10^{14} J \] - Năng lượng mỗi phân hạch: \[ E_{phân hạch} = 200 MeV = 200 \times 10^6 \times 1.6 \times 10^{-19} = 3.2 \times 10^{-11} J \] - Số phân hạch cần: \[ N = \frac{W_{phân hạch}}{E_{phân hạch}} = \frac{3.24 \times 10^{14}}{3.2 \times 10^{-11}} = 1.0125 \times 10^{25} \] - Mỗi nguyên tử \(^{235}U\) có khối lượng: \[ m_{U} = 235 \times 1.66 \times 10^{-27} = 3.9 \times 10^{-25} kg \] - Tổng khối lượng U tiêu thụ: \[ M = N \times m_{U} = 1.0125 \times 10^{25} \times 3.9 \times 10^{-25} = 3.95 kg \] Kết quả trùng với khối lượng đề bài cho (3,952 kg), chứng tỏ tính toán đúng. --- **d) Tính lượng than đá tiêu thụ tương đương** Năng lượng điện trong 1 ngày: \[ W_{điện} = 36000 kWh = 129600 MJ \] Với hiệu suất nhiệt của than đá là 30 MJ/kg, tức năng lượng tỏa ra khi đốt 1 kg than là 30 MJ. Ta giả sử hiệu suất chuyển đổi năng lượng của than đá thành điện cũng là 100% (để tính tương đương năng lượng), thì lượng than đá cần dùng: \[ m_{than} = \frac{129600}{30} = 4320 kg = 4.32 tấn \] Tuy nhiên đề bài cho 108 tấn, có thể trong đề đã tính hiệu suất nhà máy nhiệt điện thấp hơn nhiều (khoảng 4%). Nếu hiệu suất nhà máy nhiệt điện giả sử là 4%: \[ m_{than} = \frac{W_{điện}}{\eta_{than} \times q} = \frac{129600}{0.04 \times 30} = 108000 kg = 108 tấn \] Như vậy lượng than đá tiêu thụ là 108 tấn. --- # Kết luận: - a) Hiệu suất chuyển đổi năng lượng phân hạch thành điện năng là 40%. - b) Năng lượng điện sản xuất ra trong 1 ngày là 36000 kWh = 129600 MJ. - c) Khối lượng nguyên liệu U tiêu thụ trong 1 ngày là khoảng 3,95 kg. - d) Lượng than đá tiêu thụ tương đương là 108 tấn (với hiệu suất nhà máy nhiệt điện khoảng 4%).