2. Во сколько раз больше энергии выделится при термоядерном синтезе 1 кг гелия (в реакции дейтерия с тритием) по сравнению с делением 1 кг урана-235?

m1 =m2=1кг

1). Е1=204,1Мэв М1=235г/моль; W1=E1*V1; V1==4.255моль

2). W2=E2*V2; M2=4г/моль; V2==250моль;

==5,07.

Ответ: увеличится в 5раз

Билет 12

1. Разделение изотопов урана на центрифугах.

Процесс увеличения концентрации изотопа уран-235 в смеси изотопов урана называют изотопным обогащением.

Разделение молекул газа с разными массами m₁ и m₂ в роторе центрифуги возникает за счет различия центробежных сил

F₁ = m₁u²/r и F₂=m₂u²/r

действующих на молекулы на расстоянии r от оси;

u – тангенциальная или окружная скорость (м/c) вращения на расстоянии r от оси.

Эффективность процесса обогащения урана определяется работой разделения. Эта величина связана с так называемыми разделительными потенциалами

Работой разделения называют величину (кг) R = PΦ(x) + WΦ(y) – FΦ(c),

представляющую собой разность между «ценностями» полученных продуктов P и W и исходного продукта F.

Работа разделения, равная 1 кг, называется единицей работы разделения (ЕРР).

Для рассмотренного выше примера (х = 4,4 %, y = 0,1 %) имеем: Ф(0,711 %) = 4,869; Ф(4,4 %) = 2,807; Ф(0,1 %) = 6,893. Тогда для производства 100 т обогащенного до 4,4 % урана за год требуется мощность разделительного производства более 1 млн кг ЕРР в год.

2 Оцените стоимость солнечной батареи электрической мощностью 100 кВт для космического спутника Земли при КПД преобразования энергии 10 % и удельной стоимости полупроводниковой батареи 20 тысяч долларов за 1 квадратный метр.

P=105Вт; η=0,1; qз=1,4*103Вт/м2 P=η*q*S, где S - площадь солнечной батареи; S=≈715м2 Стоимость = 715*20тыс$=14.3млн.$

Билет 13

2. Методика UNIDO оценки эффективности инвестиционных проектов.

UNIDO —- подразделение ООН по промышленному развитию, ЮНИДО.

Методика UNIDO принята практически повсеместно и в России за основу:

Согласно методологии UNIDO для сравнения различных проектов, предназначенных для получения дохода (продукта), чаще всего используются три критерия:

1) чистый дисконтированный доход

2) внутренняя норма доходности

3) дисконтированный период окупаемости

Чистый дисконтированный доход – это накопленная дисконтированная чистая прибыль или приведенная стоимость будущих денежных потоков инвестиционного проекта (нарастающим итогом) за вычетом инвестиций, рассчитанная с учетом дисконтирования:

Внутренняя норма доходности (IRR) – такая ставка дисконтирования, при которой суммарный чистый дисконтированный доход от осуществляемых инвестиций равен суммарной приведенной стоимости этих инвестиций. То есть при p=IRR величина NPV=0.

Дисконтированный период окупаемости = Т_ОК – время, требуемое для покрытия инвестиций за счет денежного потока, генерируемого инвестициями. Точка, в которой NPV(t) станет положительным, будет являться точкой окупаемости. Период окупаемости капиталовложений Т_ОК определяется уравнением:

2. Оцените мощность ГЭС с напором воды (разностью верхнего и нижнего уровней воды) 20 м и скоростью течения реки 2 м/с при ее ширине 250 м и глубине 10 м. КПД преобразования составляет 90 %.

Н=20 м; W=2 м/с; h=10 м; w=250 м; КПД=90%; g=9,8 м/с^2 Рэс=?

Рэс=ро*КПД*H*W*h*w*g=882000000 Вт= 882 МВт.

Билет 14

1. Международные проекты INPRO и GIF-IV инновационных ядерно-энергетических технологий

Проект INPRO развивается по инициативе России с марта 2001 г. под эгидой МАГАТЭ.

Цель проекта INPRO – выработка принципов обеспечения приемлемости и эффективности крупномасштабной ядерной энергетики в XXI в., т.е.:

Удостовериться, что ядерная энергетика способна удовлетворить потребности в энергии в XXI в. в приемлемой для общества форме;

Объединить как обладателей технологии, так и будущих пользователей технологии для рассмотрения совместных действий, необходимых для достижения желаемых усовершенствований в ядерных реакторах и топливных циклах.

Период прогноза для INPRO составляет 50 лет; в проекте участвует более 30 стран; Базовые «требования» ИНПРО: Устойчивость (обеспечение ресурсами); Экономика; Отходы; Безопасность; Окружающая среда; Нераспространение; Инфраструктура.

Требования к ядерно-энергетической системе: экономическая эффективность; гарантированная безопасность; отсутствие ограничений по сырьевой базе на исторически значимый период времени; обращение с ОЯТ и РАО – организация топливного цикла ЯЭ должна обеспечивать безопасную окончательную изоляцию РАО; масштаб энергопроизводства – доля на рынке электроэнергии в стране не менее 30%; структура энергопроизводства должна обеспечивать возможность расширения рынков сбыта.

2.На ядерных реакторах типа BWR в качестве топлива используется уран с обогащением 3 % (по изотопу уран-235). Стоимость такого топлива около 2000 долларов за 1 кг обогащенного урана. Оцените годовые затраты на топливо для реактора тепловой мощностью 3000 МВт.

P_T=3*10⁹Вт; E=P_T*365*86400=9.5*10¹⁶Дж; ЕU= 8,2*10¹³ Дж/кг

M_U-235=E/E_U= 1.3т; M_U=1.3/0.03=43.4т; Стоимость = 43400*2000=86,8млн.$

Билет 15

1.Оцените годовые затраты на природный уран (доллар в год), необходимые для непрерывной работы ядерного реактора CANDU тепловой мощностью 2.5 ГВт, полагая, что вклад в тепловыделение вносит только уран-235. Цена природного урана 100 долл./кг.