problemas sobre energía nuclear

TECNOLOGIA INDUSTRIAL I
ENERGÍA NUCLEAR
COLECCIÓN DE PROBLEMAS
1. Dados los siguientes elementos químicos indicar el nº de protones, electrones y neutrones que
posee cada uno:
14
4
N
17
He
7
2
1
O
H
8
1
2. Completa la tabla:
Especie
Símbolo
Representación
A
Z
atómica
Azufre
32
Nº
Nº
Nº
neutrones
protones
electrones
16
Se
44
Helio
34
4
2
Boro
5
5
28
Si
14
3. El uranio se presenta en forma de tres isótopos 234
U
92
235
U
92
238
U
92
¿En qué se diferencian estos isótopos?
4. Completa la siguiente tabla:
Átomo
Calcio
Símbolo
P
Nº protones
20
Nº neutrones
20
Nº electrones
Fluor
Al
16
15
9
Z
A
13
19
27
Representación
Dpto. de Tecnologías
IES “INFIESTO”
1
TECNOLOGIA INDUSTRIAL I
ENERGÍA NUCLEAR
5. Completa la siguiente tabla:
Especie atómica
Azufre
Símbolo
Cl
C
A
35
12
Z
6
Nº neutrones
16
Nº protones
Nº electrones
6
17
Representación
6. Indica cuales de las siguientes especies atómicas son isótopos:
12
12
X
6
14
Y
8
19
Z
6
18
U
V
9
8
7. Agrupa los átomos siguientes según:
a. Sean isótopos.
b. Tengan el mismo nº másico.
c. Tengan el mismo nº neutrones.
10
11
B
5
12
B
5
14
B
5
16
N
7
O
8
12
12
C
6
C
7
8. Calcula la masa de uranio que consume un reactor nuclear de 600Mw durante un día de
funcionamiento si el rendimiento de la central es del 25% (1Kg de uranio produce 8,38·1013J)
(sol: m=2,47Kg de uranio/día)
9. Calcula la potencia de una central nuclear que consume 3Kg de uranio diarios si el
rendimiento de la instalación es de 30%. La fisión de 1Kg de uranio produce una energía de
8,38·107MJ. (sol: P=873Mw)
10. La potencia térmica del reactor de la central nuclear de Trillo es de 3.010Mw y la potencia
eléctrica de 1.066Mw. la carga de combustible es de 93.901Kg de UO2. si en 1.998 generó una
energía de 8.463·106Kwh, calcular:
a. El rendimiento de la central.
b. El tiempo que estuvo funcionando para producir los Kwh.
c. Energía que se obtiene de cada gramo de UO2.
d. Cantidad de masa de Uranio.
e. Cantidad de masa de 235
(se supone un enriquecimiento del 4%)
U
(sol: η=35,4%, t=7.939horas, E=90,126Kwh/g, m=82.772Kg de U, 3.310,88Kg)
Dpto. de Tecnologías
IES “INFIESTO”
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TECNOLOGIA INDUSTRIAL I
ENERGÍA NUCLEAR
11. En una reacción nuclear se liberan 2·1012J de energía, ¿Qué pérdida de masa tuvo lugar en el
proceso? (sol: Am=2,22·10-5Kg)
12. En una reacción de fisión, se produce una pérdida de masa de 0,25mg. Calcula la energía
producida en eV (1eV=1,6·10-19J). (sol: AE=1,4·1029eV)
13. En una reacción nuclear hay una pérdida de masa de 3·10-27gr, ¿cuántos Kwh se liberan en el
proceso?. Si se producen 1018reacciones idénticas por minuto, ¿cuál será la potencia
disponible?. (sol: 7,5·10-20Kwh, 4,5Kw)
14. Suponiendo que el poder calorífico del carbón es de 7.200Kcal/Kg y el del gasóleo es de
11.200Kcal/Kg, determina qué cantidad de cada uno de ellos, en Tm, será necesario quemar
para obtener una energía equivalente a la obtenida si se desintegrase por completo 1 Kg de
Uranio. (sol: 2,78·106Kg de carbón, 1,79·106Kg de gasóleo)
15. ¿Cuánto tiempo tendría que estar funcionando la central nuclear de Cofrentes para generar
una energía de 14,85Gwh?. Nota: la potencia entregada por la central es de 990Mw. (sol:
15h)
16. Un grano de carbón al arder, produce 7Kcal. Calcular la cantidad de carbón necesaria para
producir la misma energía que 1Kg de 235
, si la fisión de un núcleo de este elemento
U
libera 200MeV.
92
(sol: 2.800Tm de carbón)
Dpto. de Tecnologías
IES “INFIESTO”
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