A問題
上期
電験三種 電力 2023年度 上期 問4
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1kgのウラン燃料に3.5%含まれるウラン235が核分裂し,0.09%の質量欠損が生じたときに発生するエネルギーと同量のエネルギーを,重油の燃焼で得る場合に必要な重油の量[kL]として,最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。ただし,計算上の熱効率を100%,使用する重油の発熱量は40000kJ/Lとする。
正解と解説
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正解 3
70
核分裂する質量は 1kg×0.035 = 0.035kg で、その0.09%が質量欠損となるので Δm = 0.035×0.0009 = 3.15×10⁻⁵ kg です。E = Δmc² = 3.15×10⁻⁵×(3×10⁸)² = 2.835×10¹² J = 2.835×10⁹ kJ となります。発熱量40000kJ/Lの重油で同じエネルギーを得るには 2.835×10⁹/40000 ≒ 7.1×10⁴ L、すなわち約70kLが必要です。