Một nhà máy điện hạt nhân tiêu thụ trung bình \(58,75\;{{\rm{g}}^{235}}{\rm{U}}\) mỗi ngày. Biết hiệu suất của nhà máy là \(25\% \); mỗi hạt nhân \(^{235}{\rm{U}}\) phân hạch giải phóng \(200,0{\rm{MeV}}.\)

a) Tính công suất phát điện của nhà máy.

b) Giả thiết sau mỗi phân hạch trung bình có 2,5 neutron được giải phóng thì sau một ngày số neutron thu được trong lò phản ứng là bao nhiêu? Cho rằng neutron chỉ mất đi do bị hấp thụ bởi các \(^{235}{\rm{U}}\) trong chuỗi phân hạch dây chuyền.

a) Năng lượng \(58,75\;{{\rm{g}}^{235}}{\rm{U}}\) toả ra:

\(E = \frac{m}{A}.{N_A}.200MeV = \frac{{58,75}}{{235}}{.6,02.10^{23}}{.200.1,6.10^{ - 13}} = {4,816.10^{12}}J\)

Hiệu suất của máy phát điện là 25%, nên năng lượng có ích là:

\({E_{co\,ich}} = E.25\% = {4,816.10^{12}}.25\% = {1,204.10^{12}}J\)

Công suất của nhà máy: \(P = \frac{{{E_{co\,ich}}}}{t} = \frac{{{{1,204.10}^{12}}}}{{86400}} = {13,9.10^6}{\rm{W}}\)

b) Mỗi phản ứng cần dùng 1 neutron và sinh ra 2,5 neutron.

Sau một ngày số neutron thu được trong lò phản ứng là:

\(N' = \frac{m}{A}.{N_A}.(2,5 - 1) = \frac{{58,75}}{{235}}{.6,02.10^{23}}.(2,5 - 1) = {2,26.10^{23}}\)

Đáp án: a) 13,9.10⁶ W; b) 2,26.10²³.