Задачи средней трудности. В1. Почему природный уран не является атомным горючим и хранение его не связано с опасностью взрыва?

В1. Почему природный уран не является атомным горючим и хранение его не связано с опасностью взрыва?

В2. Известно, что чем больше плотность среды, тем большее сопротивление она оказывает движущейся в ней материальной частице. Почему же слой свинца меньше ослабляет поток нейтронов, чем такой же слой графита?

В3. Для замедления быстрых нейтронов можно использовать, например, тяжелую воду или углерод. В каком из этих замедлителей нейтрон испытает большее число столкновений, пока его скорость не снизится до тепловой?

В4. При делении одного ядра изотопа освобождается энергия 200 МэВ. Сколько энергии освободится при цепной реакции в образце этого изотопа массой 60 кг, если при этом делится 0,10 % содержащихся в нем ядер? Определить мощность взрыва, если реакция длилась 1,0×10^–6 с.

В5. При делении одного атома урана-235 на два осколка выделяется около 200 МэВ. Какому количеству энергии (в кВт×ч) соответствует «сжигание» в ядерном реакторе 1 г ? Какое количество условного топлива (тепловая способность 2,94×10⁷ Дж/кг) выделяет такую же энергию?

В6. Мощность первой в мире атомной электростанции, построенной в СССР, равна 5000 кВт при КПД 17 %. Считая, что при каждом акте деления в реакторе выделяется 200 МэВ энергии, определить расход урана в сутки.

В7. Какая энергия выделяется при реакции синтеза между дейтерием и тритием? Реакция сопровождается вылетом одного нейтрона.

В8. Используя результат предыдущей задачи, найти, какая энергия выделится при синтезе 0,40 г дейтерия и 0,60 г трития. Суммарную массу и округлить до 5 а.е.м.

Задачи трудные

С1. Какую часть своей скорости потеряет нейтрон при упругом столкновении с ядром атома водорода? углерода? свинца?

С2. Какую массу т_в воды, взятой при 0 °С, можно вскипятить, используя энергию термоядерного синтеза гелия из дейтерия и трития, если КПД преобразования энергии равен 10 %? Масса гелия т = 1 г. В каждом акте синтезе выделяется 17,6 МэВ энергии.

[1] От лат.: corpusculum – частица.

[2] Солнечная постоянная – это количество энергии, падающий на площадку, расположенную перпендикулярно солнечным лучам, площадью 1 м² за 1 с.

[3] Юханес Роберт Ридберг (1854–1919) – шведский физик.

[4] Запись (п; f) (neutron-fission) означает «нейтрон-деление».