Билет 22.

1. q(U )=200 МэВ

Калорийность угля=33 МДж=33*10^6

Во сколько раз уран калорийнее угля?

Масса ядра урана-235 составляет 4*10^-25 кг. Калорийность урана равно q(U )/m(U )= 0,82*10^14 Дж/кг; 0,82*10^14=82 000 000*10^6;

82 000 000*10^6 \ 33*10^6=2 484 848 т.е около 2,5 млн. раз.

2. Приведенные затраты учитывают капитальные вложения К руб, которые нужны для создания трубопровода, и эксплуатационные затраты (издержки) Y руб/год, которые нужны для обеспечения непрерывной прокачки жидкости. Для приведения разновременных затрат к одному моменту времени (например, текущему) необходимо задать период τ окупаемости капитальных вложений. В энергетике развитых стран срок окупаемости капиталовложений τ обычно составляет 8-12 лет. Величину 1/τ называют годовым нормативным коэффициентом эффективности капиталовложений. В рассматриваемой задаче капиталовложения пропорциональны массе М труб: К = С_мМ = С_мρlπDδ,

Здесь С_м – цена килограмма труб, руб/кг, ρ - массовая плотность материала труб, кг/м³, δ - толщина стенки трубы, πDδ - площадь поперечного сечения стенки трубы.

Эксплуатационные затраты (издержки) связаны в основном с потерями энергии на преодоление гидравлического сопротивления трубопровода при движении по нему жидкости, что обусловлено трением движущейся жидкости о стенки трубопровода. Вдоль трубопровода через определенные расстояния l_n ставятся насосные станции, которые потребляют электроэнергию мощностью N, Вт, для обеспечения прокачки жидкости. Поэтому издержки можно считать пропорциональными затратам энергии на работу насосов: Y = С_эN, где С_э – стоимость электроэнергии, руб/Дж (1 кВт-час = 3,6.10⁶ Дж).

Билет 23.

1. Р=10⁹Вт; η=0,33; q_u=200МэВ=200*1,6.10^-19 =3,2*10^-11Дж;

m_u=235*1.66*10^-27≈4*10^-25кг;

E_U=q_u/m_u=0.82*10¹⁴Дж/кг; Р_Т=Р/0,33=3*10⁹Вт;

E=P_T*t=3*10⁹Вт*86400=2.6*10¹⁴Дж; M_U=E/E_U=3.2кг

2. Часто в литературе встречается такой параметр как время (или период) удвоения t2. Это такой период времени, за который установленная мощность возрастает в два раза, то есть

W(t+t2)=2W(t), или W0 exp(kt + kt2) = 2W0 exp(kt), exp(kt2) = 2, t2 =ln2/2=0,693/k

k-темп роста. Как видно, период удвоения меньше периода t: t2 » 0,7 t.

Найдем теперь связь этих параметров с относительным приростом величины W. Увеличение (абсолютный прирост) мощностей ΔW за произвольный период времени Δt составляет ΔW = W(t + Δt) – W(t) = W₀exp(kt + kΔt) - W₀exp(kt) = W₀exp(kt){ exp(kΔt) -1}.

Отсюда находим относительный прирост мощностей за период Δt:

Билет 24.

1. cЭ= Z/W=K/Wτ; K=cЭ*Wτ=1*2*10⁴*20*8760=3.5*10⁹$.

2. Выход из этой российской энергоэкономической беспросветности был начат в 70-х годах, когда был взят курс на высокие энерготехнологии – ядерные. Их экономические показатели не зависят ни от климата, ни от места использования. АЭС как бы предрасположены именно к уникальным географическим особенностям России. Топливная составляющая электроэнергии АЭС почти в 10 раз меньше, чем на тепловых электростанциях. Себестоимость электроэнергии АЭС устойчиво ниже, чем у РАО «ЕЭС России» (монопольно владеющей традиционной электроэнергетикой и электрическими сетями). За 1996 год она составила 70 рублей за кВт.час – вдвое дешевле, чем у лучших станций РАО «ЕЭС России». Другой пример: железные дороги России, обеспечивающие 80% ее грузооборота, потребляют 5% электроэнергии, из которых 90% потребляется железными дорогами Европейской части. АЭС, вырабатывающие 13% электроэнергии и расположенные здесь же, могли бы взять на себя электроснабжение железных дорог вдвое более дешевой электроэнергией, чем она приобретается по тарифам из энергосистем РАО «ЕЭС России». Это позволило бы на 35-40% снизить стоимость тонно-километра и цены на билеты. Тем самым выгоду от дешевой электроэнергии АЭС получило бы народное хозяйство, а не РАО «ЕЭС России». Выход один – федеральный оптовый рынок электрической энергии (ФОРЭМ). Только он поощряет дешевое энергопроизводство и не поощряет дорогое. Еще один – военный – аспект. Существует вероятность разрушения АЭС любым, даже обычным оружием. Это сопровождалось бы глобальным выбросом радиоактивности планетарного масштаба. Поэтому наличие АЭС во всех развитых странах (в значительно большем масштабе, чем в СССР) обеспечивает стратегическую стабильность равновесия возмездия. Это гарантирует национальную безопасность развития ядерной энергетики в любой стране. Чего нельзя сказать об обычных электростанциях: чем больше их доля в электроэнергетике страны, тем больший риск их поражения и больший ущерб для ее экономики в случае их разрушения. Таким образом, ядерно-энергетические технологии являются единственным средством для прямого и опосредованного решения проблем экономики, экологии и достижения главной социальной цели государства – повышения благосостояния народа. Ядерные источники энергии – они и только они – позволят сохранить и упрочить ныне угасающую национальную идею – веру в вечность России.

Билет 25.

1. Дано: P_кв/час = 0,02 $; q=250 Вт/м²=0,25 КВт/м^2; S_{освещенная солнцем} = S_земли/2= 255*10¹² м²

Решение: P=q*S= 255*10¹²*0,25=6375*10¹⁰ КВт; W = P*t = 6375*10¹⁰* 1/3600 = 177*10⁸ КВт/час; С _{электроэнергии} = W* P_кв/час= 177*10⁸*0,02=354*10⁶ $.

Ответ: С _{электроэн} = 354*10⁶ $.

2. Приведенные затраты учитывают капитальные вложения К руб, которые нужны для создания трубопровода, и эксплуатационные затраты (издержки) Y руб/год, которые нужны для обеспечения непрерывной прокачки жидкости. Для приведения разновременных затрат к одному моменту времени (например, текущему) необходимо задать период τ окупаемости капитальных вложений. В энергетике развитых стран срок окупаемости капиталовложений τ обычно составляет 8-12 лет. Величину 1/τ называют годовым нормативным коэффициентом эффективности капиталовложений. В рассматриваемой задаче капиталовложения пропорциональны массе М труб: К = С_мМ = С_мρlπDδ,

Здесь С_м – цена килограмма труб, руб/кг, ρ - массовая плотность материала труб, кг/м³, δ - толщина стенки трубы, πDδ - площадь поперечного сечения стенки трубы.

Эксплуатационные затраты (издержки) связаны в основном с потерями энергии на преодоление гидравлического сопротивления трубопровода при движении по нему жидкости, что обусловлено трением движущейся жидкости о стенки трубопровода. Вдоль трубопровода через определенные расстояния l_n ставятся насосные станции, которые потребляют электроэнергию мощностью N, Вт, для обеспечения прокачки жидкости. Поэтому издержки можно считать пропорциональными затратам энергии на работу насосов: Y = С_эN, где С_э – стоимость электроэнергии, руб/Дж (1 кВт-час = 3,6.10⁶ Дж).