401. Uraanin massa vuodessa Jaa Sulje 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 $]] määrä on [[$ E=NQ $]] [[$ E=\dfrac{Q}{N} $]] [[$ E=\dfrac{N}{Q} $]] 2. Vuodessa tapahtuvien hajoamisten lukumäärä voidaan laskea uraani-235-isotoopin massan [[$ m_\text{U} $]] ja vuodessa kuluvan uraani-235-isotoopin massan [[$ m $]] avulla. Hajoamisten lukumäärä [[$ N $]] on [[$ N=m_\text{U} \cdot m $]] [[$ N=\dfrac{m}{m_\text{U}} $]] [[$ N=\dfrac{m_\text{U}}{m} $]] 3. Hyötysuhteen määritelmän [[$ \eta = \dfrac{P_\text{hyöty}}{P_\text{otto}} $]] ja tehon määritelmän [[$ P =\dfrac{E}{t} $]] avulla voidaan muodostaa vuodessa vapautuvan energian [[$ E $]] määrälle lauseke: [[$ E=\dfrac{P_\text{otto}}{\eta} t$]] [[$ E=P_\text{hyöty}\eta t$]] [[$ E=\dfrac{P_\text{hyöty}}{\eta}t$]] 4. Yhdistämällä kohdat 1–3 saadaan vuodessa kuluvan uraani-235-isotoopin massalle lauseke: [[$ m=\dfrac{P_\text{hyöty}tm_\text{U}}{\eta Q}$]] [[$ m=\dfrac{P_\text{otto}m_\text{U}Q}{\eta t}$]] [[$ m=\dfrac{P_\text{hyöty}tQ}{m_\text{U}\eta }$]] 5. Olkiluoto 3 voimalaitoksen teho on 1,72 GW ja hyötysuhde 0,37. Uraani-235-isotoopin massa on [[$ 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