পদার্থবিজ্ঞান • BUET • বাংলাদেশ প্রকৌশল বিশ্ববিদ্যালয় ভর্তি পরীক্ষা ২০১৮-২০১৯

পদার্থবিজ্ঞান প্রশ্ন

12.

একটি পারমাণবিক চুল্লিতে 235U নিউক্লিয়ার ফিশন প্রক্রিয়ায় 200 MeV শক্তি উন্মুক্ত করে। ঐ চুল্লিটির দক্ষতা 10% এবং এটির ক্ষমতা 1000 MW। চুল্লিটি 10 বছর চালাতে কতটুকু ইউরেনিয়াম লাগবে? [1ev = 1.602 x10-19j, Avogadro's Constant = 6.023 x 1023 mole-1]

উত্তর ও ব্যাখ্যা

AI-তৈরি নমুনা উত্তর

এখানে,
কার্যকর ক্ষমতা, Pout=1000 MW=109 WP_{\text{out}} = 1000\text{ MW} = 10^9\text{ W}
দক্ষতা, η=10%=0.1\eta = 10\% = 0.1
প্রয়োজনীয় মোট ক্ষমতা, Pin=Poutη=1090.1=1010 WP_{\text{in}} = \frac{P_{\text{out}}}{\eta} = \frac{10^9}{0.1} = 10^{10}\text{ W}

সময়, t=10 years=10×365×24×3600 s=3.1536×108 st = 10\text{ years} = 10 \times 365 \times 24 \times 3600\text{ s} = 3.1536 \times 10^8\text{ s}
অতএব, ১০ বছরে উৎপন্ন মোট শক্তি,
E=Pin×t=1010×3.1536×108 J=3.1536×1018 JE = P_{\text{in}} \times t = 10^{10} \times 3.1536 \times 10^8\text{ J} = 3.1536 \times 10^{18}\text{ J}

প্রতিটি ফিশনে নির্গত শক্তি,
E0=200 MeV=200×106×1.602×10−19 J=3.204×10−11 JE_0 = 200\text{ MeV} = 200 \times 10^6 \times 1.602 \times 10^{-19}\text{ J} = 3.204 \times 10^{-11}\text{ J}

মোট প্রয়োজনীয় ফিশন সংখ্যা,
N=EE0=3.1536×10183.204×10−11=9.8427×1028N = \frac{E}{E_0} = \frac{3.1536 \times 10^{18}}{3.204 \times 10^{-11}} = 9.8427 \times 10^{28}

প্রয়োজনীয় ইউরেনিয়ামের ভর,
m=NNA×M=9.8427×10286.023×1023×235 g≈3.84×107 g≈38,400 kgm = \frac{N}{N_A} \times M = \frac{9.8427 \times 10^{28}}{6.023 \times 10^{23}} \times 235\text{ g} \approx 3.84 \times 10^7\text{ g} \approx 38,400\text{ kg} (বা 38.4 ton38.4\text{ ton})

[লিপ ইয়ার বিবেচনায় 1 year=365.25 days1\text{ year} = 365.25\text{ days} ধরলে ভর ≈38,425 kg\approx 38,425\text{ kg}]

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন