Nyttevirkning af kernebatteri

a) udregn antallet af kerner vha. et nuklidkort. Aktiviteten dN/dt er så k*N. k kan udregnes som ln(2)/t½.

b) Du kender aktiviteten, dvs. henfald pr. tid og du kender energien af 1 henfald. Effekten P er så dN/dt*E. Det tal skal du sammenligne med 60 W.

HUSK!: pas på enhederne :)

Jeg har gjort følgende:
T(1/2) = 87,7år
Atommassen, M = 239u = 239g/mol
n = 10^-6g/(239g/mol) = 4,2*10^-9mol
Antal kerner:
N = n*Na = 4,2*10^-9mol * 6,02*10^23mol^-1 = 2,5*10^15
Aktiviteten:
A = N*(ln(2)/T(1/2))
sætter ind og får ca. 2*10^13
Er det sådan i opgave a?

I b'eren skriver du at jeg skal sige:
P = A*E = 2*10^13 * 5,592*10^6eV = 1,1*10^20W
men så skriver du at jeg skal sammenligne med 60W , hvordan gør jeg det??

Ingen der kan hjælpe mig videre?

Vil bare lige holde lidt liv i tråden.. er der slet ingen der kan hjælpe mig med at forklare det sidste i b'eren??

Er resultatet jeg har udregnet i b'eren for 1W? Skal jeg så bare gange resultatet med 60, for at sammenligne det med 60W? Og hvis ja, hvorfor?

Stadig til b'eren:
Jeg har nu snakket med min lærer, og han kunne fortælle mig, at nyttevirkning defineres som forholdet mellem udnyttet energi og tilført energi - hvor meget får vi ud af det i forhold til hvor meget vi bruger.
Er der nogen der vil hjælpe mig med at forklare mig hvordan jeg så regner det ud? Altså formel mæssigt i dette tilfælde?

Hej Julie

Jeg sidder med selv samme opgave.
Min formel er som følgende:
(5,592*10^6) <- Fordi enheden skal være i elektronvolt(eV) og ikke Megaelektronvolt (MeV), som er ^6.

Dette ganges med (1,602*10^-19) <- Det er en konstant for omregningen fra Bq til Joule.

Dette ganges med aktiviteten (fra opgave a), som er = 2,41004*10^15 Bq.

Altså:
(5,592*10^6)*(1,602*10^-19)*(2,41004*10^15) = 2159,01.

Dette resultat deler du med de 60w:
60w / 2159,01 * 100% = 2,779% !

Kernebatteriets nyttevirkning er altså 2,779%

Håber det giver mening ;)

Mvh. Simon

Rettelse:
Konstanten, 1,602*10^-19 er brugt ved omregning fra eV til Joule og ikke Bq til Joule.

(Tjek op på det, for jeg er ikke 100% sikker)

jeg vil give simon helt ret i udregningerne..

dog er der en meget væsenlig faktorer i har glemt at tage højde for..

ved alfaprocessen frigives der de 5,592MeV, disse inderholder altså også energien for alfapartiklen.

derfor skal denne trækkes fra de 5,592MeV..

håber du forstår hvad jeg mener

kh

Rikke..

Jeg har nu lavet opgaven og får følgende, når alfapartiklen er trukket fra!

Pu henfalder ved en alfa proces, som vist på diagrammet i opgaven. I kernebatteriet omdannes noget af den frigjorte energi fra alfa henfaldene til elektrisk energi. Batteriet afgiver elektrisk energi med effekten 60W.
Vi vil nu undersøge kernebatteriets nyttevirkning.
Vi ved når et stofhenfalder ved en alfa proces udskiller den en helium kerne. Ved henfaldet fra Pu til U, frigives en energi på 5,592MeV. Dette er energien for hele alfaprocessen. Derfor skal vi nu fratrække energien for alfapartiklen. Vi skal nu fratrække alfapartiklens energi, fra de 5,592MeV. Vi finder nu alfapartiklens energi, ved at ligge atommasserne for uran og helium sammen, og trække massen af Pu fra.
Ap = (234,04359u + 4,002603u)- 238,05079u
Ap = -0.004597u
Ap = -0.004597u * 931,5MeV/u
Ap = -4.2821MeV
Vi kan nu finde ud af hvor meget energi der afgives.
5,592MeV + (-4.2821MeV) = 1,3099MeV.
Vi omregner nu dette til Joules
1MeV svarer til 1,60217646*10-13
1,3099MeV * 1,60217646*10-13 = 2,09869*10-13J
Vi kan nu beregne den udnyttede energi, ved at gange vores afgivet energi med aktiviteten som vi beregnede i opgave a, da aktiviteten fortæller os hvor mange udladninger der sker pr. sek.
Eudnyttet= 2,40928*1015Bq.* 2,09869*10-13J
Eudnyttet= 505,6334 J/s
Da joules pr sek. svarer til watt, kan vi nu beregne nyttevirkningen
η = Etilført / Eudnyttet *100
η = 60 W /505,6334 W *100
η = 11,8663%
Vi har altså fundet ud af at nyttevirkningen for batteriet er 11,8663%.
 

kh

Rikke

Kan du forklare hvad det er du har gjort i opgave a Juliej? jeg er ikke helt med?

smut med jer, dumme børn, i er dåmme og kan ikke finde ud af fysik.