Fysik

Radioaktivitet

26. januar 2020 af lassemedx - Niveau: A-niveau

Er der en venlig og hjælpsom sjæl, som kan hjælpe mig med at lave denne opgave:

På grund af de radioaktive henfald frigøres der hele tiden energi i det radioaktive affald. En del af denne energifrigivelse stammer fra henfaldet af Pu-241. Affaldet holdes på en konstant temperatur ved at lade kølevand strømme forbi. Ved passagen af affaldet stiger kølevandets temperatur til 25 grader. Man kan regne med, at en tredjedel af den energi, der frigøres ved henfald af Pu-241, afsættes som varme i vandet. Lageret indeholder 21 ton Pu-241.

Opgave C: Vurdér, hvor meget kølevand der pr. døgn skal passere affaldet for at fjerne den energi, som frigøres ved henfald af Pu-241.

Brugbart svar (1)

Svar #1
26. januar 2020 af mathon

$\begin{array}{llll} \textup{stofm\ae ngde af }_{\, \, \, 94}^{241}\textrm{Pu}\textup{:} &n\left (_{\, \, \, 94}^{241}\textrm{Pu} \right )=\frac{m}{M}=\frac{21\cdot 10^6\; g}{241.057\; \frac{g}{mol}}=87116.3252\; mol\\\\\textup{antal isotoper:}&N=\left ( 87116.3252\; mol \right )\cdot \left ( 6.02214\cdot 10^{23}\; \frac{1}{mol} \right )=5.24627\cdot 10^{28}\\\\\textup{aktivitet:}&A=k\cdot N=\frac{\ln(2)}{T_{\frac{1}{2}}}\cdot N=\frac{\ln(2)}{5259.14\; d\o gn}\cdot \left (5.24627\cdot 10^{28} \right )=6.91451\cdot 10^{24}\textup{ henfald pr. d\o gn}\\\\\textup{energifrigivelse pr. d\o gn:}&Q=\left (6.91451\cdot 10^{24}\; d\o gn^{-1} \right )\cdot \left ( 0.021\cdot 10^6\; eV \right )=1.45205\cdot 10^{29}\; \frac{eV}{d\o gn}=2.32644\cdot 10^{10}\; \frac{J}{d\o gn}\\\\\ \end{array}$

Brugbart svar (1)

Svar #2
26. januar 2020 af mathon

$\small \begin{array}{llll}\textup{vandk\o ling pr. d\o gn:}&\frac{1}{3}\cdot Q=m\cdot c\cdot \Delta T\\\\&\frac{1}{3}\cdot \left ( 2.32644\cdot 10^{7}\; \frac{kJ}{d\o gn} \right )=m\cdot \left ( 4.186\; \frac{kJ}{kg\cdot C} \right )\cdot \left ( 25\; C \right )\\\\&7.7548\cdot 10^6\; \frac{kJ}{d\o gn}=m\cdot 104.65\; \frac{kJ}{kg}\\\\&m=\frac{7.7548\cdot 10^6\; \frac{kJ}{d\o gn}}{104.65\; \frac{kJ}{kg}}=74\, 102.2\; \frac{kg}{d\o gn} \end{array}$

Brugbart svar (1)

Svar #3
26. januar 2020 af mathon

under forudsætning af, at opgaveteksten korrigeres til:

Ved passagen af affaldet stiger kølevandets temperatur 25 grader.

$\small \begin{array}{lll}T_{\frac{1}{2}}=14.4\;\textup{ \aa r}=5259.49\; \textup{d\o gn} \end{array}$

Skriv et svar til: Radioaktivitet

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.