Đề thi thử tốt nghiệp THPT môn Vật lí Phổ Thông Thực hành Sư phạm Đồng Nai mã 002 có đáp án

Tàu ngầm hạt nhân sử dụng năng lượng phân hạch

22/28

Tàu ngầm hạt nhân sử dụng năng lượng phân hạch \(^{235}{\rm{U}}\). Biết mỗi phản ứng phân hạch toả ra năng lượng 200 MeV. Hiệu suất của lò phản ứng là \(25\% \). Công suất của lò là 400 MW. Nhiên liệu uranium sử dụng được làm giàu đến \(35\% \) (nghĩa là \(^{235}{\rm{U}}\) chiếm \(35\% \) khối lượng nhiên liệu).

Năng lượng toả ra của mỗi phản ứng là \(3,2 \cdot {10^{ - 17}}\;{\rm{J}}\).

Năng lượng do lò phản ứng toả ra trong mỗi giây là 100 MJ.

Khối lượng \(^{235}{\rm{U}}\) tiêu thụ trong mỗi giây là \(1,22{\rm{mg}}\).

Khối lượng nhiên liệu tiêu thụ trong mỗi ngày là \(4,82\;{\rm{kg}}\).

Giải thích

\(\Delta E = 200.1,6 \cdot {10^{ - 13}} = 3,2 \cdot {10^{ - 11}}J \Rightarrow \) a) Sai

Năng lượng do lò phản ứng toả ra trong mỗi giây là \(400{\rm{MJ}} \Rightarrow \) b) Sai

\(N = \frac{P}{{H\Delta E}} = \frac{{{{400.10}^6}}}{{0,25.3,2 \cdot {{10}^{ - 11}}}} = {5.10^{19}}\)

\({m_U} = nM = \frac{N}{{{N_A}}} \cdot M = \frac{{5 \cdot {{10}^{19}}}}{{6,02 \cdot {{10}^{23}}}} \cdot 235 \approx 0,0195\;{\rm{g}} \Rightarrow \) c) Sai

Khối lượng nhiên liệu tiêu thụ trong mỗi ngày là

\({m_{nl}} = \frac{{{m_U}}}{{0,35}} \cdot t = \frac{{0,0195}}{{0,35}} \cdot 24 \cdot 60 \cdot 60 \approx 4,82 \cdot {10^3}\;{\rm{g}} = 4,82\;{\rm{kg}} \Rightarrow \) d) Đúng