(2025) Đề thi tổng ôn tốt nghiệp THPT Vật lí có đáp án - Đề 30

Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận dự tính có công suất điện 4000 MW sử dụng nhiên liệu 235U (25%). Mỗi phân hạch tạo ra năng lượng là 200 MeV. Biết hiệu suất nhà máy điện hạt nhân là 35%.

22/28

Nhà máy điện hạt nhân Ninh Thuận dự tính có công suất điện \(4000\ \text{MW}\) sử dụng nhiên liệu \({}^{235}\text{U}\) (25%). Mỗi phân hạch tạo ra năng lượng là \(200\ \text{MeV}\). Biết hiệu suất nhà máy điện hạt nhân là \(35\%\).

a) Các phân hạch là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.
b) Công suất của lò phản ứng xấp xỉ \(11429\ \text{MW}\).
c) Giả sử lò hoạt động ổn định với hệ số neutron là \(k=1\). Số neutron mỗi giây để duy trì hoạt động của lò phản ứng vào khoảng \(3{,}57\cdot10^{25}\) hạt.
d) Khối lượng nhiên liệu để lò hoạt động liên tục trong \(10\) năm là \(17{,}8\) tấn.

0/3000 ký tự
Giải thích

 

Phát biểu

Đúng

Sai

a

Các phân hạch là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.

Đ

 

b

Công suất của lò phản ứng xấp xỉ \(11429\ \text{MW}\).

Đ

 

c

Giả sử lò hoạt động ổn định với hệ số neutron là k = 1. Số neutron mỗi giây để duy trì hoạt động của lò phản ứng vào khoảng 3,57.1025 hạt.

 

S

d

Khối lượng nhiên liệu để lò hoạt động liên tục trong \(10\) năm là \(17{,}8\) tấn.

 

S

a) Đúng. Phản ứng phân hạch là phản ứng tỏa năng lượng.

b) Đúng. Do hiệu suất \(\eta=35\%\),
\[
P_{\text{lò}}=\frac{P_{\text{điện}}}{\eta}=\frac{4000}{0{,}35}\approx 11429\ \text{MW}.
\]

c) Sai. Số phân hạch mỗi giây (cũng là số neutron được sinh ra mỗi giây khi \(k=1\)):
\[
N=\frac{P_{\text{lò}}}{E_{\text{phân hạch}}}
=\frac{11429\times 10^{6}}{200\,\text{MeV}}
=\frac{11429\times 10^{6}}{200\times 10^{6}\times 1{,}6\times 10^{-19}}
\approx 3{,}57\times 10^{20}\ \text{hạt/s}.
\]

d) Sai. Tổng số phân hạch trong \(10\) năm:
\[
N_{10\text{y}}=N\cdot (10\cdot 365\cdot 24\cdot 3600).
\]
Khối lượng \({}^{235}\text{U}\) tiêu thụ:
\[
m_{235}=\frac{N_{10\text{y}}\cdot 235}{N_A}\ (\text{kg}),
\]
với \(N_A=6{,}02\times 10^{23}\). Vì nhiên liệu làm giàu \(25\%\) \({}^{235}\text{U}\), khối lượng nhiên liệu tổng cộng
\[
m_{\text{fuel}}=\frac{m_{235}}{0{,}25}
=\frac{3{,}57\times 10^{20}\cdot (10\cdot 365\cdot 24\cdot 3600)\cdot 235}
{6{,}02\times 10^{23}\cdot 0{,}25}
\approx 1{,}78\times 10^{5}\ \text{kg}
= 178\ \text{tấn}.
\]