401. Uraanin massa vuodessa

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen

Määritetään Olkiluoto 3:n ydinreaktorissa hajoavan uraani-235-isotoopin massa vuodessa, kun tiedetään laitoksen hyötyteho [[$ P_\text{hyöty}$]], hyötysuhde [[$ \eta $]], uraaniatomin massa [[$ m_\text{U} $]] ja yhdessä fissioreaktiossa vapautuva energia [[$ Q $]]. Täydennä ratkaisu.

1. Yhdessä ydinreaktiossa vapautuva energia on [[$ Q$]]​. Jos hajoamisia tapahtuu [[$ N $]]​ kappaletta vuodessa, vuodessa vapautuvan energian [[$ E $]] määrä on 




2. Vuodessa tapahtuvien hajoamisten lukumäärä voidaan laskea uraani-235-isotoopin massan [[$ m_\text{U} $]] ja vuodessa kuluvan uraani-235-isotoopin massan [[$ m $]] avulla. Hajoamisten lukumäärä [[$ N $]] on




3. Hyötysuhteen määritelmän [[$ \eta = \dfrac{P_\text{hyöty}}{P_\text{otto}} $]] ja tehon määritelmän [[$ P =\dfrac{E}{t} $]] avulla voidaan muodostaa vuodessa vapautuvan energian [[$ E $]] määrälle lauseke:




4. Yhdistämällä kohdat 1–3 saadaan vuodessa kuluvan uraani-235-isotoopin massalle lauseke:




5. Olkiluoto 3 voimalaitoksen teho on 1,72 GW ja hyötysuhde 0,37. Uraani-235-isotoopin massa on [[$ 235\cdot 1,6605389\cdot 10^{-27} \text{ kg} $]] ja yhdessä ydinfissioreaktiossa vapautuva energia on keskimäärin [[$ 203 \text{ MeV} \approx 3{,}25\cdot 10^{-11} \text{ J} $]].
Näiden tietojen perusteella vuodessa kuluvan uraanin massa on kahden merkitsevän numeron tarkkuudella kg.

Kirjaudu sisään lähettääksesi tämän lomakkeen