Kerncentrale

Opgaven komen van de CCVX-website. Kom je er zelf niet zelf uit? Dan kun je hieronder je vraag stellen. Ook kun je hieronder eerder gestelde vragen over deze opgave vinden.

Vraag a

a) Hier vindt kernsplijting plaats nadat uranium-235 is getoffen door een neutron. In het schema is te zien dat er behalve Sr-97 en 3 neutronen nog een ander splijtingsproduct ontstaat. Het atoomnummer van Sr (strontium) is 38 (zie Binas tabel 99 of 40A). Door de splijtingsreactie uit te schrijven en het massagetal en ladingsgetal kloppend te maken komen we er achter dat het vervalproduct Xe-136 is.

¹₀n + ²³⁵₉₂U → ⁹⁷₃₈Sr + ¹³⁶₅₄Xe + 3·¹₀n

b) Hier vervalt uranium-239 naar neptunium-239. Dit gaat via β^--verval. Dit staat niet in Binas maar volgt uit de massa- en ladingsgetallen van ²³⁹₉₂U en ²³⁹₉₃Np. Het vrijkomende deeltje is dus een β^--deeltje

c) Hier vervalt neptunium-239 naar plutonium-239. Dit gaat net als de vorige vervalreactie via β^--verval. Het vrijkomende deeltje is dus ook hier een β^--deeltje.

Vraag b

Per splijtingsreactie komt er een energie vrij van 190 MeV. Dit is gelijk aan

E_splijting = 190·10⁶ ·1,602·10^-19 = 3,0438·10^-11 J

In een jaar is de totale vrijkomende elektriciteit dan gelijk aan

E_el = 0,37 · 7,14·10²⁸ · 3,0438·10^-11

E_tot = 8,0411·10¹⁶ J

Dit is de energie in een jaar. Vermogen is de energie die per seconde geproduceerd wordt. Voor het gemiddelde vermogen moeten we dus uitrekenen hoeveel energie dit per seconde is

P_el = 8,0411·10¹⁶ / (365·24·60·60)

P_el = 2,5498·10⁹ W

Afgerond is dit een vermogen van 2,5 GW.

Vraag c

In het schema is te zien dat elke splijting leidt tot 3 neutronen die door het water worden afgeremd. Slechts één miljoenste (10^-6) deel van deze neutronen wordt ingevangen door een ¹⁰B-kern. In een jaar tijd ontstaat zo dus een aantal van

N = 7,14·10²⁸ · 3 · 10^-6

N = 2,142·10²³ kernen

Het tritium (³H) dat ontstaat bij de reactie nadat een ¹⁰B-kern is getroffen door een neutron heeft een halveringstijd van 12,3 jaar (Binas tabel 25). Voor de activiteit van het tritium vinden we dan

A = (ln2/t_½) · N

A = (ln2 / 3,8789·10⁵) · 2,142·10²³

A = 3,8277·10¹⁴ Bq

Dit ligt in dezelfde orde van grootte als antwoord C.

Vraag over "Kerncentrale"?

Typ hier je vraag

Stel je vraag     Hou mijn naam verborgen voor andere bezoekers