题目

2011年3月11日，日本发生了地震和海啸灾难，致使福岛核电出现核泄漏．为减少放射性污染，电力公司利用“人工浮岛”（一个钢制的空心浮体）储存放射性污水，该浮体是用8×10⁶kg的钢板制成的一个外形长140m，宽50m、高3m的空心长方体．问：
（1）为了不使“人工浮岛”沉入海底，该浮体最多可以储存质量为多少千克的放射性污水？（为了计算方便，海水的密度取1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）
（2）请你谈谈核能发电与火力发电相比的优点和可能带来的问题．

提问时间：2020-08-10

答案

（1）“人工浮岛”恰好浸没时的排水体积：V_排=140m×50m×3m=2.1×10⁴m³，
“人工浮岛”受到的最大浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×2.1×10⁴m³=2.1×10⁸N，
由题意可知，当G_总=F_浮时，“人工浮岛”储存的放射性污水最多，
则“人工浮岛”的总质量：m_总=

F浮

g

=

2.1×108N

10N/kg

=2.1×10⁷kg，
储存放射性污水的质量：m_污水=m_总-m_浮体=2.1×10⁷kg-8×10⁶kg=2.1×10⁷kg-0.8×10⁷kg=1.3×10⁷kg；
（2）核能发电的优点：省燃料，污染小，成本低；
可能带来的问题：核泄漏（或核辐射、核污染、核废料）．