Консультация № 176254
24.01.2010, 14:32
45.00 руб.
0 2 2
Зраствуйте!
Мне нужна ваша помощь в решении задачь!

Определить среднее время жизни радиоактивного ядра, если за 1 мс распадается третья часть всех ядер.


Найти электрическую мощность атомной электростанции, расходующей 0,1 кг урана в сутки, если КПД станции равен 16 %, а при делении одного ядра урана выделяется энергия 200 МэВ.

СПАСИБО!!!

Обсуждение

давно
Модератор
156417
2175
24.01.2010, 16:15
общий
это ответ
Здравствуйте, Annettik.
1. Радиоактивный распад происходит по закону N=N0*e-[$955$]t
Дано, что при t=1 мс=10-3 с количество оставшихся ядер N/N0=2/3
-[$955$]t=ln(2/3)
[$955$]t=ln1,5
[$955$]=ln1,5/10-3c=405 c-1
средне время жизни tср=1/[$955$]=0,00247 с=2,47 мс

2. Число ядер урана, распадающееся за сутки
N=(m/M)*NA
Каждую секунду распадается
N/t=(m/M)*NA/t
где t=1 сутки=24*60*60=86400 с
Мощность, выделяющаяся при распаде урана
Q/t=Q*E/t=(m/M)*NA*E/t
где E=200 МэВ=2*108 эВ=2*108*1,6*10-19=3,2*10-11 Дж
Мощность электростанции
P=Q*η/t=(m/M)*NA*E*η/t=(100г/235г/моль)*6,02*1023моль[sup]-1[/sup]*3,2*10-11Дж*16%/86400с=1,5*107 Вт=15 МВт
давно
Мастер-Эксперт
226425
1567
24.01.2010, 17:32
общий
это ответ
Здравствуйте, Annettik.
1. Дано:
t=1 мс = 10-3 c
[$916$]N/N0=1/3
Найти:
т (тау)-?
Решение:
Среднее время жизни ядер
т=1/[$955$] (1) , где [$955$] - постоянная распада
Из закона радиоактивного распада
ln(N/N0)=-[$955$]*t,
N=N0-[$916$]N - число нераспавшихся ядер [$8658$] N/N0=2/3
Тогда
[$955$]= -(1/t)*ln(N/N0) = 405,5 с-1
Тогда, согласно формуле (1)
т= 2,47*10-3 с = 2,47 мс

2)
Дано:
m=0.1 кг
[$627$]=0,16
е0=200 МэВ = 3,2*10-11 Дж
t= 1 сут ~ 8.64*104 с
Найти:
P
Решение:
Количество распавшихся атомов
N=(m/M)*Na (1)
М=238*10-3 кг/моль, Na = 6*1023 1/моль - число Авогадро
Энергия распавшихся атомов
E=e0*N (2)
Мощность станции
P=([$627$]*E)/t(3)
Тогда, окончательно
P=([$627$]*e0*m*Na)/(M*t)
После подстановки и расчетов получаем
P~15 МВт

Удачи
Об авторе:
С уважением
shvetski
Форма ответа