Определить КПД ядерного реактора атомохода, если мощность затраченная главных двигаелей 132,4 МВт, а в сутки расходуется 220 г урана-235. При делении ядра урана освобождается 200 МэВ энергии.

P (мощность двигателей) = 132,4·10⁶ Вт

Ап (полезная работа за 24 часа) = P*24*60*60;

Найдем работу, совершенную при делении ядер урана-235;

A=E*N; E=200 МэВ=200·10⁶·1,6·10⁻¹⁹=3,2·10⁻¹¹ Дж-энергия, выделяющаяся при распаде одного ядра урана-235;

Na (число Авогадро) * m₀ (масса одного ядра) = M (молярная масса урана)

m₀=M/Na; N*m₀=m; N=m/m₀; N=m*Na/M; M (U235) = 235·10⁻³ кг/моль;

A (затраченная) = N*E; Aз=0.22·6.022·10²³·200·10⁶·1.6·10⁻¹⁹ / (235·10⁻³) = 1.8·10¹³ Дж

η=Ап/Аз; η=132.4·10⁶·24·60·60 / (1.8·10¹³) ≈0.64 ≈ 64%

Ответ: η≈ 64%