Tàu ngầm hạt nhân là một loại tàu ngầm vận hành nhờ sử dụng năng lượng của phản ứng hạt nhân. Nguyên liệu thường dùng là U²³⁵. Mỗi phân hạch của hạt nhân U²³⁵ tỏa ra năng lượng trung bình là 200MeV . Hiệu suất của lò phản ứng là 25% . Nếu công suất của lò là 400MW thì khối lượng U²³⁵ cần dùng trong một ngày xấp xỉ bằng:

Phương pháp giải:

Công thức tính năng lượng: W=P.t

Sử dụng công thức liên hệ giữa số hạt và khối lượng: N=mA⋅NA

Hiệu suất: H=PctPtp⋅100

Giải chi tiết:

+ Năng lượng hạt nhân của lò phản ứng cung cấp cho tàu ngầm vận hành trong một ngày: W=P.t=400.106.86400=3,456.1013J

+ Do hiệu suất của lò đạt 25% nên năng lượng của mỗi phân hạch cung cấp là: ΔW=200.0,25=50MeV=8.10−12 J

+ Số phân hạch cần xảy ra để có năng lượng W là N=WΔW=4,32.1024

+ Cứ một phân hạch cần 1 hạt U235 -> số hạt U235 dùng trong 1 ngày là: N=4,32.1024 hạt

+ Lại có: N=mA.NA⇒m=N.ANA=4,23.1024.2356,02.1023≈1686,4g=1,69 kg

Chọn C.