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사이클로트론에서 양자가 매초 3×1015 개의 비율로 가속되어 나오고 … | [전기기사 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[전기기사 필기] 19년 1회차
사이클로트론에서 양자가 매초 3×1015 개의 비율로 가속되어 나오고 있다. 양자가 15MeV의 에너지를 가지고 있다고 할 때, 이 사이클로트론은 가속용 고주파 전계를 만들기 위해서 150kW의 전력을 필요로 한다면 에너지 효율(%)은?
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2.8
2
3.8
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4.8
4
5.8
해설

양자 1개가 갖는 에너지를 J로 바꾸면
15MeV=15×106×1.602×10192.40×101215\,\mathrm{MeV}=15\times10^6\times1.602\times10^{-19}\approx2.40\times10^{-12} J
초당 3×10153\times10^{15} 개가 나오므로 출력은
Po=3×1015×2.40×10127.21×103P_o=3\times10^{15}\times2.40\times10^{-12}\approx7.21\times10^{3} W
입력이 150kW 이므로 효율은
η=7.21×103150×103×1004.8\eta=\dfrac{7.21\times10^{3}}{150\times10^{3}}\times100\approx4.8 %

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