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過去問AI
第三種電気主任技術者令和6年度 上期電力問 4

令和6年度 上期 第三種電気主任技術者 電力 問4

電力#電力
難度標準

1 gのウラン235が核分裂し，0.09 %の質量欠損が生じたとき，発生するエネルギーを石炭に換算した値[kg]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，石炭の発熱量を25 000 kJ/kgとする。

選択肢

解説

結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成

展開
結論Layer 1

質量欠損Δmは、Δm = 1 g × 0.09/100 = 9×10⁻⁴ g = 9×10⁻⁷ kg。

詳細Layer 2
展開

アインシュタインの質量・エネルギー等価式 E = Δm・c²（光速 c ≒ 3×10⁸ m/s とする）より、

E = 9×10⁻⁷ [kg] × (3×10⁸ [m/s])² = 9×10⁻⁷ × 9×10¹⁶ = 8.1×10¹⁰ J = 8.1×10⁷ kJ。

補足Layer 3
展開

このエネルギーを、発熱量25 000 kJ/kgの石炭で得ようとすると、必要な石炭量mは、

m = 8.1×10⁷ [kJ] ÷ 25 000 [kJ/kg] = 3 240 kg。

これに最も近い選択肢は(4)の3 200であり、正答は(4)である。

各選択肢の解説

(1)

32

32 kgは計算した約3 240 kgの約1/100であり、質量欠損0.09%とE=Δmc²、石炭の発熱量を用いた正しい換算結果に一致しない。

(2)

320

320 kgは計算した約3 240 kgの約1/10であり、問題文の0.09%の質量欠損から求めた石炭換算量に一致しない。

(3)

1 600

1 600 kgは計算した約3 240 kgの約半分であり、同じエネルギーを得る石炭量として不足する。

(4)

3 200

3 200は、E = Δm・c²の計算により求めた約8.1×10⁷ kJを、石炭の発熱量25 000 kJ/kgで割って得られる約3 240 kgに最も近く、正答である。

(5)

6 400

6 400 kgは計算した約3 240 kgの約2倍であり、問題文の条件で必要な石炭量より多すぎる。

この解説は？
AI生成

解説は公式の問題文・公式解答を基に作成しています。 事実誤認・選択肢の取り違え・最新法令の反映漏れ等を含む可能性があるため、 重要な判断は必ずリンク先の公式資料でご確認ください。

最終更新:

問題PDF公式解答 PDF

出典：令和6年度上期第三種電気主任技術者試験 電力科目 問4。問題文・選択肢を読みやすく整形。

検証プロセス・誤り報告フローは 運営透明性レポートで公開しています。

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何が問われるか
本問の分野で問われる代表的な知識・用語の整理。
学習の進め方
正解／誤答の選択肢ごとに「なぜ正しい / なぜ違うのか」を1行ずつ言語化すると定着する。
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