電験三種 R5年度上期 電力 問4 問題と解説

　問 題　　　　　

1kgのウラン燃料に3.5%含まれるウラン235が核分裂し、0.09%の質量欠損が生じたときに発生するエネルギーと同量のエネルギーを、重油の燃焼で得る場合に必要な重油の量[kL]として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

ただし、計算上の熱効率を100%、使用する重油の発熱量は40000kJ/Lとする。

1. 13
2. 17
3. 70
4. 1.3×10³
5. 7.8×10⁴

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

質量をエネルギーに変える式は以下の通りです。

• E：エネルギー [J]
• m：欠損した質量 [kg]
• c：光速 3.0×10⁸ [m/s]

上式は重要公式として覚えておいて欲しいですが、併せて光速が秒速30万kmであることも押さえておいてください(もちろん、光速を3.0×10⁸[m/s]と覚えてもいいのですが、個人的には秒速30万kmのほうが覚えやすいと思います)。

よって、核分裂によって得られるエネルギーは次のようになります。

一方、重油発熱量は40000[kJ/L]なので、8.1×10¹⁴[kJ]の熱を得るために必要な重油の量は次のように計算できます。

よって、正解は(3)となります。