Помогите, пожалуйста, с физикой.

Ядерный реактор имеет мощность P = 2 ГВт, при делении одного ядра урана — 235 выделяется энергия, равная E0 = 200 МэВ (1 МэВ = 1,6* 10^-13 Дж). Молярную массу урана считать равной M = 235 г/моль. Число Авогадро равно N(A) = 6*10^23 моль^-1. Потерями энергии пренебречь.

1. Какова энергия, выделенная реактором за t = 30с? Ответ выразите в ГДж, округлив до целых.
2. Какое количество ядер урана, испытавших деление за t = 1ч, равно:
   • 36*10^22
   • 225*10^21
   • 225*10^9
   • 36*10^9
3. Какова масса m радиоактивных продуктов деления ядер урана, накапливающихся в ядерном реакторе за t = 1ч? Ответ выразите в г, округлив до целых.

Физика Университет Ядерная физика энергия ядерного реактора мощность реактора деление ядра урана энергия деления урана количество ядер урана масса радиоактивных продуктов физика ядерного реактора расчет энергии ядерная физика авогадро число молярная масса урана энергия за 30 секунд физические задачи ядерная энергия Новый

Давайте решим задачу шаг за шагом.

Шаг 1: Найдем энергию, выделяемую реактором за t = 30 секунд.

Мощность реактора P = 2 ГВт, что равно 2 * 10^9 Вт. Энергия, выделенная за время t, вычисляется по формуле:

E = P * t

Где E — энергия в Джоулях, P — мощность в Ваттах, t — время в секундах.

Подставим известные значения:

• P = 2 * 10^9 Вт
• t = 30 с

Таким образом:

E = 2 * 10^9 Вт * 30 с = 6 * 10^10 Дж.

Теперь переведем Джоули в гигаджоули (ГДж):

1 ГДж = 10^9 Дж, следовательно:

E = 6 * 10^10 Дж / 10^9 = 60 ГДж.

Ответ: 60 ГДж.

Шаг 2: Найдем количество ядер урана, испытавших деление за t = 1 час.

Сначала найдем, сколько энергии выделяется при делении одного ядра урана:

E0 = 200 МэВ = 200 * 1.6 * 10^-13 Дж = 3.2 * 10^-11 Дж.

Теперь, чтобы найти количество делений, мы используем формулу:

n = E / E0

где n — количество делений, E — общая энергия, выделенная за 1 час, E0 — энергия, выделяемая при делении одного ядра.

Сначала найдем общую энергию за 1 час:

1 час = 3600 секунд, поэтому:

E = P * t = 2 * 10^9 Вт * 3600 с = 7.2 * 10^12 Дж.

Теперь подставим в формулу для n:

n = E / E0 = (7.2 * 10^12 Дж) / (3.2 * 10^-11 Дж) = 2.25 * 10^23.

Таким образом, количество ядер урана, испытавших деление за 1 час, равно 225 * 10^21.

Шаг 3: Найдем массу радиоактивных продуктов деления ядер урана, накапливающихся в ядерном реакторе за t = 1 час.

Каждое деление одного ядра урана приводит к образованию продуктов деления, которые имеют массу, примерно равную массе самого ядра (в данном случае урана 235). Мы знаем, что молярная масса урана равна M = 235 г/моль.

Теперь найдем массу одного ядра урана:

Масса одного ядра = M / N(A) = 235 г/моль / (6 * 10^23 моль^-1) = 3.9167 * 10^-22 г.

Теперь найдем общую массу продуктов деления за 1 час:

m = n * масса одного ядра = (2.25 * 10^23) * (3.9167 * 10^-22 г) = 8.82075 г.

Округляем до целых: m ≈ 9 г.

Ответ: масса радиоактивных продуктов деления ядер урана, накапливающихся в ядерном реакторе за 1 час, равна 9 г.