Данная работа состоит из трех заданий. Первые два задания общие для всех вариантов. Результаты, полученные при решении этих заданий, необходимо использовать при решении третьего задания. Из третьего задания каждый курсант решает только одну задачу. Номер задачи соответствует номеру его варианта.

Задание 1: Оценить выход энергии в реакции деления ядра урана 235, в котором на нуклон приходится энергия связи 7,6 МэВ, с образованием осколков – бария 139 и криптона 94, для которых энергия связи на нуклон равна 8,7 МэВ. Считать, что около 40 МэВ энергии уносится нейтронами и гамма-излучением. Определить энергию на один нуклон, освобождающуюся при этой реакции. Записать уравнение реакции.

Задание 2: Оценить на примере реакции синтеза энергию, выделяемую на один нуклон. Рассмотреть следующие реакции:

1) ;

2) ;

3) ;

4) .

Сравнить эту энергию с аналогичной величиной для реакции деления ядра урана 235. Оценить температуру ее протекания.

 Задание 3:

1. Вычислить к.п.д. атомного ледокола, если он развивает мощность 32000 кВт и потребляет в сутки около 200 г урана 235.

2. Подводная лодка имеет полезную мощность атомной установки 16 МВт, топливом служит обогащенный уран 235. Определить запас ядерного горючего, необходимого для месячного плавания лодка. К.п.д. энергетической 0,2.

3. Какова полезная электрическая мощность атомной электростанции, расходующей в сутки 220 г урана 235 и имеющей к.п.д. 0.25?

4. Определить энергию, выделяющуюся при распаде всех ядер изотопа урана 235 массой 1 кг и массу каменного угля, эквивалентную в тепловом отношении данному количеству урана.

5. Какому количеству энергии соответствует “сжигание” в ядерном реакторе 1 г урана 235? Какое количество условного топлива с теплотворной способностью 3 МДж/кг выделяет такую же энергию?

6. Определить массу изотопа урана 235, подвергающегося делению при взрыве атомной бомбы с тротиловым эквивалентом 30 кг, если тепловой эквивалент тротиловой эквивалент тротила равен 4 МДж/кг.

7. Найдите часовой расход урана 235 в атомном реакторе судна, если его к.п.д. 0,15, а мощность, получаемая двигательной установкой, 32 000 кВт.

8. Определить суточный расход урана 235 на атомной электростанции, обеспечивающей полезную мощность 500 МВт, полагая к.п.д. станции равным 0,2.

9. Определить энергию, которая выделиться при “сгорании” 1 моля урана 235. Сколько воды, взятой при температуре 273 К, можно нагреть до кипения за счет этой энергии?

10. Какая масса урана 235 расходуется в сутки на атомной электростанции с полезной мощностью 5 МВт? К.п.д. преобразования энергии считать равным 0,25.

11. Определить суточный расход обогащенного урана 235 атомной электростанцией с полезной мощностью 500 МВт? К.п.д. электростанции считать равным 0,3.

12. Мощность двигателя атомного судна составляет 30 МВт. К.п.д. его энергетической установки равен 0,3. Определить месячный расход урана.

13. Сколько граммов урана 235 расходуется ежедневно при производстве 1000 МВт электроэнергии? К.п.д. преобразования энергии 0,3.

14. В 1л воды содержится 1/30 г дейтерия. Оцените энергию, которая выделиться при “сжигании” этого количества дейтерия в ходе термоядерной реакции образования ядер трития из ядер дейтерия.

Контрольные вопросы:

1. Охарактеризуйте частицы, входящие в состав атомных ядер. Сколько их?

2. Что называют дефектом массы и энергией связи атомного ядра?

3. Какие свойства ядерных сил?

4. Какие реакции называются ядерными? В чем отличие ядерных реакций от химических?

5. Типы ядерных реакций.

6. Под действием каких частиц ядерные реакции более эффективны? Почему?

7. Опишите реакции деления и синтеза атомных ядер. Когда на один нуклон выделяется больше энергии? Почему?

ПРИЛОЖЕНИЕ. Образец титульного листа расчетно-графической работы

РГР № 1.1