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このような問題があり、苦慮しています。
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ウラン235 1gで、1MWDのエネルギーが発生する。
そのとき、100万kW出力の原子力発電所で、1年間に消費される
ウラン235の量と総ウラン量はどのくらいになるか?
ただし、燃料の濃縮度(ウラン235量÷総ウラン量)は3%
発電効率は35%とし、
総ウラン量= ウラン235+ウラン238 である。
-----------
という問題です。この問題の解答として
-----------
1000000000 = 1000 [MWD]
1000÷0.35 = 2857 [MWD]
2857 = 2.86[kg]・・・1年間で消費されるウラン235の量
2.86÷0.03 = 95.3[kg]・・・消費される総ウラン量
------------
と、いう解答が正しいらしいです。
この解答の意味がよくわかりません。
2行目以降はなんとか意味を汲み取ることは出来ます。
しかし1行目の「1000000000 = 1000 [MWD]」がよくわかりません。
左辺の単位は[WD]ということなのでしょうか。
この数字は「100万kW出力」というところから取っていると思われますが・・・
とすると、「100万kW出力」=「100万kWD」ということですか?
これが正しいとすると、100万kW出力というのは1日に100万ということになりますよね。
しかし、求めるものは「1年間に消費されるウランの量」なわけです。
「1日」と「1年」ではあまりにも違いがありますよね。
どう解釈すればよいのでしょうか?
A 回答 (1件)
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No.1
- 回答日時:
解答は間違っています。
毎日、ウラン235の原子1(gr)づつが核分裂をすると、出力1MW。
100万kW=1000MW出力の原子力発電所では、
毎日、ウラン235の原子1(kg)づつが核分裂をしている。
1000÷0.35 = 2857 [MWD]
2857×365 = 1.044[ton]・・・1年間で消費されるウラン235の量
1.044÷0.03 = 34.8[ton]・・・消費される総ウラン量
【参考】
ウラン235核1個の分裂により出るエネルギーは、3.2×10^(-11)(watt・sec)。
1(watt・sec)のエネルギーを出すには、
1/3.2×10^(-11)=3.1×10^10(個ウラン)の核分裂が必要。
3.1×10^10(個ウラン/秒)の割合の核分裂から1(watt)の出力が出る。
ウラン1(gr)は、6.02×10^23/235=2.6×10^21(個ウラン)の原子を含む。
全てが核分裂をしたときに出るエネルギーは、
8.3×10^10(watt・sec)=2.3×10^4(kw時)≒1(MW日)。
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