Google
Câu hỏi: Tàu sân bay Hoa Kì Carl Vinson thăm cảng Đà Nẵng năm 2018 hoạt động nhờ lò phản ứng hạt nhân có công suất phản ứng hạt nhân là 500 MW. Lõi nhiên liệu của tàu có thể hoạt động liên tục trong 20 năm ở công suất nêu trên với hiệu suất 30%. Giả sử nhiên liệu mà lò phản ứng hạt nhân của tàu sử dụng là $_{92}^{235}U$ và phản ứng xảy ra theo phương trình: $_{92}^{235}U+n\to _{92}^{95}Mo+_{57}^{139}La+1n+7{{e}^{-}}$. Biết ${{m}_{U}}\approx 234,99u$ ; $ {{m}_{Mo}}\approx 94,88u; {{m}_{La}}\approx 138,87u; {{m}_{n}}\approx 1,0087u$. Coi 1 năm có 365 ngày. Bỏ qua khối lượng electron. Khối lượng lõi nhiên liệu tối thiểu là
A. 858 kg.
B. 1190 kg.
C. 8,58 tấn.
D. 11,9 tấn.
A. 858 kg.
B. 1190 kg.
C. 8,58 tấn.
D. 11,9 tấn.
Mỗi phân tử uranium phản ứng tỏa năng lượng:
$Q=\left[ {{m}_{U}}-\left( {{m}_{Mo}}+{{m}_{La}}+{{m}_{n}} \right) \right]{{c}^{2}}=215,4eV$.
Năng lượng tàu sử dụng trong 20 năm:
$\text{W}={{500.10}^{6}}.3600.24.365.20={{3,15.10}^{17}}J$
Khối lượng nhiên liệu:
$\text{W}=\dfrac{m}{{{M}_{U}}}.{{N}_{A}}.Q.H\Rightarrow m=\dfrac{\text{W}}{Q}.\dfrac{1}{{{N}_{A}}.H}.{{M}_{U}}=11900 kg$
$Q=\left[ {{m}_{U}}-\left( {{m}_{Mo}}+{{m}_{La}}+{{m}_{n}} \right) \right]{{c}^{2}}=215,4eV$.
Năng lượng tàu sử dụng trong 20 năm:
$\text{W}={{500.10}^{6}}.3600.24.365.20={{3,15.10}^{17}}J$
Khối lượng nhiên liệu:
$\text{W}=\dfrac{m}{{{M}_{U}}}.{{N}_{A}}.Q.H\Rightarrow m=\dfrac{\text{W}}{Q}.\dfrac{1}{{{N}_{A}}.H}.{{M}_{U}}=11900 kg$
Đáp án D.