找一道涉及使用原子能发电的物理题(高中)!

【专家解说】：呵呵，这个随便乱想一个就可以啦～ 以目前的科技水平，商用核反应堆采取的都是核裂变方式释放能量，燃料主要是金属铀以及铀的氧化物。传热方式主要是朗肯循环，热电转换效率在30%～40%左右，以美国的AP1000来看，效率η=33%，而法国的EPR效率可达36%。 要高中范围能够计算的，可以假设AP1000，核燃料为金属铀时，一天可以消耗掉多少吨铀-235？ AP1000的输出电功率P=1000MW(美国本土的AP600功率约600MW，“A”是指“美国”，“P”是指“能量”，1000是额定功率；一般运行期间AP1000功率在1096MW左右。)【已知一个铀-235原子诱发裂变释放能量ε=200MeV。】 解这个题目首先进行单位转化，ε=200MeV=200×1.6×10^(-13)J=3.2×10^(-11)J；AP1000一天输出的能量Ε=Pt=1000MW×24h=2.4×(10^7)KWh=8.64×10^(13)J。这是AP1000的输出电能，根据效率可算到AP1000反应堆的热能E=Ε/η=8.64×10^(13)J÷33%≈2.6182×10^(14)J【其实反应堆回路提供的热能除了堆本体的核反应生成热之外，还有主泵的摩擦生热，这个功率大约有2MW，所以计算出的能量在要进行燃料推导的时候扣除这部分；不过，这里进行粗略计算，就不必要那么复杂了。】 很显然，这需要n=E/ε≈2.6182×10^(14)J÷[3.2×10^(-11)J]≈8.2×10^(24)次核反应，也就是需要这么多铀原子。N=n/Na≈8.2×10^(24)÷[6.02×10^(23)/mol]≈13.591mol，其中Na是阿伏加德罗常数。由此可计算出铀的质量m=NM≈13.591mol×235g/mol≈3.194Kg=3.194×10^(-3)tU/d。【tU/d，是一个燃耗单位，读作：吨铀每天，意思是每天烧掉多少吨铀。】