Tàu ngầm hạt nhân là một loại tàu ngầm vận hành nhờ sử dụng năng lượng

Tàu ngầm hạt nhân là một loại tàu ngầm vận hành nhờ sử dụng năng lượng của phản ứng hạt nhân. Nguyên liệu thường dùng là $\Large\mathrm{U}^{235}$. Mỗi phân hạch của hạt nhân $\Large\mathrm{U}^{235}$ tỏa ra năng lượng trung bình là 200 MeV. Hiệu suất của lò phản ứng là 25%. Nếu công suất của lò là 400 MW thì khối lượng $\Large\mathrm{U}^{235}$ cần dùng trong một ngày xấp xi bằng

• A. 1,75 kg
• B. 2,59 kg
• C. 1,69 kg
• D. 2,67 kg

Phương pháp: Sử dụng công thức liên hệ giữa số hạt và khối lượng $\Large\mathrm{N = (m/A)N_A}$
Hiệu suất: $\Large\mathrm{H = \mathrm{Pci}/Ptp}$
Cách giải:
+ Năng lượng hạt nhân của lò phản ứng cung cấp cho tàu ngầm vận hành trong một ngày: $\Large\mathrm{W} = \mathrm{P} . \mathrm{t} = 400. 106. 86400 = 3,456.1013 \mathrm{~J}$
+ Do hiệu suất của lò đạt 25% nên năng lượng của mỗi phân hạch cung cấp là:
+ Số phân hạch cần xảy ra để có năng lượng W là:
+ Cử một phân hạch cần 1 hạt $\Large\mathrm{U}^{235}\Rightarrow$ số hạt $\Large\mathrm{U}^{235}$ dùng trong 1 ngày là: $\Large\mathrm{N} = 4,32. 10^{24}$ hạt
Lại có: $\Large\mathrm{N = \dfrac{m}{A}. N_A \Rightarrow m = \dfrac{N. A}{N_A} = \dfrac{4,23. 10^{24}. 235}{6,02. 10^{23}} \approx = 1686,4g = 1,69kg}$
Chọn C