Коефіцієнт Корисної Дії (ККД) атомної електростанції
Яким буде Коефіцієнт Корисної Дії (ККД) атомної електростанції, якщо потужність станції становить 6 МВт, а протягом
Яким буде Коефіцієнт Корисної Дії (ККД) атомної електростанції, якщо потужність станції становить 6 МВт, а протягом доби в реакторі використовується 35 г Урану-235? Відомо, що під час поділу одного ядра Урану виділяється енергія в 200 МеВ (1 eB = 1,6-10-19 Кл).
10.12.2023 15:40
Написать свой ответ:
Пояснення: Коефіцієнт Корисної Дії (ККД) відображає відношення корисної енергії, яка використовується в процесі, до всього доступного джерела енергії. Для атомної електростанції ККД визначається, як відношення потужності генератора до енергії, яка вивідчас використовується в результаті реакцій ядерного поділу.
Для вирішення цієї задачі, спочатку визначимо кількість енергії, виділеної під час поділу 35 г Урану-235. За відомими даними, одне ядро Урану-235 виділяє 200 МеВ енергії. Таким чином, енергія, виділена в результаті реакцій поділу 35 г Урану-235, дорівнює:
Енергія = (маса Урану-235 * енергія на ядро) = (35 г * 200 МеВ/ядро) = 7000 МеВ
Однак, ми маємо виразити потужність в Мегаватах (МВт). Для цього переведемо МеВ в Мегавати за допомогою конверсійного фактору, зазначеного у завданні (1 eB = 1,6-10-19 Кл):
Енергія (МВт*год) = (енергія (МеВ) * коефіцієнт перетворення) / (1 МВт * 3600 * 10^3 Кл/год)
Енергія (МВт*год) = (7000 МеВ * 1,6 * 10^-19 Кл) / (1 МВт * 3600 * 10^3 Кл/год)
Енергія (МВт*год) ≈ 280 МВт*год
Таким чином, ми отримали, що використана енергія становить 280 МВт*год. ККД атомної електростанції обчислюється як відношення потужності генератора до використаної енергії. В нашому випадку:
ККД = (Потужність генератора / Використана енергія) = (6 МВт / 280 МВт*год) ≈ 0.0214 або 2.14%
Таким чином, ККД атомної електростанції складає близько 2.14%.
Приклад використання: Якщо потужність атомної електростанції становить 10 МВт, а протягом доби використовується 50 г Урану-235, який виділяє 300 МеВ енергії при поділі, який буде ККД станції?
Порада: Для легшого розуміння розрахунків ККД атомної електростанції, слід звернути увагу на одиниці виміру енергії та перетворення між ними.
Вправа: Якщо потужність атомної електростанції становить 8 МВт, а використовується 40 г Урану-235, який виділяє 250 МеВ енергії при поділі, обчисліть ККД станції.