Lista zadań Strona 183

Strona 183
Ćwiczenie 12.57. Podaj trzy zalety elektrowni opalanych paliwami kopalnymi w porównaniu z elektrowniami jądrowymi. Ćwiczenie 12.58. Podpunkt a) Szacuje się, że światowe zasoby uranu (przy kosztach wydobycia mniejszych niż 80 dolarów za tonę) wynoszą około 2 mln ton. Energia uzyskiwana podczas rozszczepienia jednego jądra uranu (lub jąder pochodnych) jest równa około 200 MeV. Zakładamy, że z każdego jądra uranu można uzyskać energię, a sprawność zamiany energii rozszczepienia na energię elektryczną jest równa 20%.a) Oszacuj, ile energii elektrycznej można wyprodukować ze światowych zasobów uranu. Ćwiczenie 12.58. Podpunkt b) Szacuje się, że światowe zasoby uranu (przy kosztach wydobycia mniejszych niż 80 dolarów za tonę) wynoszą około 2 mln ton. Energia uzyskiwana podczas rozszczepienia jednego jądra uranu (lub jąder pochodnych) jest równa około 200 MeV. Zakładamy, że z każdego jądra uranu można uzyskać energię, a sprawność zamiany energii rozszczepienia na energię elektryczną jest równa 20%.b) Odszukaj w internecie, jakie jest światowe roczne zapotrzebowanie na energię. Oszacuj, na ile lat wystarczą światowe zasoby uranu przy założeniu, że cała energetyka oparta jest na elektrowniach jądrowych. Ćwiczenie 12.59. Energia, jaka wyzwala się w procesie rozszczepienia jednego jądra uranu, to ok 200 MeV. Oszacuj, ile uranu zużywa elektrownia jądrowa o mocy 2000 MW w ciągu roku. Przyjmij, że sprawność elektrowni wynosi 40%. Wynik porównaj z masą popiołu pozostałego ze spalenia węgla w elektrowni węglowej o tej samej mocy i sprawności, przy założeniu, że popiół stanowi 25% masy węgla. Przyjmij, że ze spalenia 1 kg węgla uzyskujemy około 25 MJ energii. Ćwiczenie 12.60. Na czym polega reakcja syntezy jądrowej? Podaj dwie sytuacje, w których zachodzi taka reakcja. Ćwiczenie 12.61. Wewnątrz masywnych gwiazd, w których temperatura przekracza 20 milionów kelwinów, może zachodzić reakcja, w której jądro wodoru przyłącza się do jądra węgla (tzw. cykl węglowo-azotowo-tlenowy). Dlaczego cykl ten wymaga wyższej temperatury niż synteza wodoru w hel?Wskazówka: jądro węgla ma większy ładunek elektryczny niż jądro wodoru. Ćwiczenie 12.62. James Chadwick, angielski fizyk, prowadził badania dotyczące własności jąder atomowych. W 1932 roku podczas jednego z eksperymentów bombardował cząstkami alfa jądra berylu 9Be. W wyniku tego powstawały jądra węgla 12C oraz promieniowanie, które wybijało protony z atomów tworzących cząsteczki parafiny. W wyniku dalszych prac okazało się, że tym promieniowaniem był strumień cząstek, które nazwano neutronami. Zapisz przebieg reakcji powstawania węgla 12C z berylu 9Be.