ID: 00017023
Определите, какая масса ^{235}_{92}\text{U} расходуется за неделю на атомной электростанции, если её мощность равна P = 38 МВт. Коэффициент полезного действия электростанции \eta = 20\%. При делении одного ядра урана-235 выделяется энергия E_1 = 200 МэВ.

Источник: Сборник Гиголо
Обратная к предыдущей. Сначала по полезной энергии и КПД найдём, сколько энергии всего выделил реактор. Затем разделим на энергию одного деления — узнаем число разделившихся ядер, а через него массу урана.
Полезная энергия за неделю W_{пол}=P\,t, t=6{,}048\cdot10^{5} с. КПД \eta=\dfrac{W_{пол}}{Q}, отсюда полная энергия
Q=\dfrac{W_{пол}}{\eta}=\dfrac{P\,t}{\eta}=\dfrac{38\cdot10^{6}\cdot6{,}048\cdot10^{5}}{0{,}20}\approx1{,}15\cdot10^{14} Дж.
N=\dfrac{Q}{E_1}, E_1=3{,}2\cdot10^{-11} Дж; N\approx3{,}59\cdot10^{24}. Масса
m=\dfrac{N}{N_A}\,M=\dfrac{P\,t\,M}{\eta\,N_A\,E_1}=\dfrac{3{,}59\cdot10^{24}}{6{,}02\cdot10^{23}}\cdot0{,}235\approx1{,}4 кг.
Ответ: m ≈ 1,4 кг.
m = P·t·M / (η·NA·E₁) ≈ 1,4 кг