Суммарная мощность двух двигателей атомного ледокола «50 лет Победы» составляет 75000 л.с., а КПД равен 30%. Топливо в реакторах – уран 235U. Определите расход ядерного горючего за время автономного плавания, которое длится 1 год.
Для расчета расхода ядерного горючего нам необходимо знать энергию, выделимой при распаде ядер урана 235U. Она составляет примерно 200 МэВ на одно ядро.
Зная мощность двю, выделенную за время автономного плавания. Рассчитаем ее следующим образом:
Энергия = мощность * время
Мощность двух двигателей составляет 75000 л.с., что равняется 55 920 кВт. Учитывая КПД в 30%, реальная мощность составляет:
Реальная мощность = 55 920 кВт * 0,3 = 16 776 кВт
Теперь можем найти энергию, выделенную за время автономного плавания:
Энергия = 16 776 кВт * 8760 часов (1 год) = 146 962 560 кВт•ч
Для вычисления расхода ядерного горючего воспользуемся энергетической эквивалентностью:
1 кг урана-235 при расщеплении выделяет 24 млн. кВт•ч
Тогда расход ядерного горючего за время автономного плавания будет равен:
Расход = Энергия / (24 млн. кВт•ч/кг) = 146 962 560 кВт•ч / (24 млн. кВт•ч/кг) ≈ 6 123 кг.
Таким образом, за время автономного плавания ледокола «50 лет Победы» расход ядерного горючего составит приблизительно 6 123 кг урана-235.
0 votes Thanks 1
betman134
количество урана на земле 16 тонн, добыто и того меньше. Как ледокол может потребить столько урана? Это невозможно, ответ в пределах 100 кг будет точно
Answers & Comments
Ответ:
Для расчета расхода ядерного горючего нам необходимо знать энергию, выделимой при распаде ядер урана 235U. Она составляет примерно 200 МэВ на одно ядро.
Зная мощность двю, выделенную за время автономного плавания. Рассчитаем ее следующим образом:
Энергия = мощность * время
Мощность двух двигателей составляет 75000 л.с., что равняется 55 920 кВт. Учитывая КПД в 30%, реальная мощность составляет:
Реальная мощность = 55 920 кВт * 0,3 = 16 776 кВт
Теперь можем найти энергию, выделенную за время автономного плавания:
Энергия = 16 776 кВт * 8760 часов (1 год) = 146 962 560 кВт•ч
Для вычисления расхода ядерного горючего воспользуемся энергетической эквивалентностью:
1 кг урана-235 при расщеплении выделяет 24 млн. кВт•ч
Тогда расход ядерного горючего за время автономного плавания будет равен:
Расход = Энергия / (24 млн. кВт•ч/кг) = 146 962 560 кВт•ч / (24 млн. кВт•ч/кг) ≈ 6 123 кг.
Таким образом, за время автономного плавания ледокола «50 лет Победы» расход ядерного горючего составит приблизительно 6 123 кг урана-235.