Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân: \(\;_1^2H + _1^2H \to \;_2^3He + \;_0^1n\). Phản ứng này toả năng lượng khoảng 4 MeV.

21/28

Sự tổng hợp hạt nhân chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao nên phản ứng này còn được gọi là phản ứng nhiệt hạch.

ĐúngSai

Tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân trước và sau phản ứng luôn bằng nhau.

ĐúngSai

Năng lượng toả ra khi \(0,01{\rm{\;mol}}\) \(\;_1^2{\rm{H}}\) được tổng hợp hoàn toàn xấp xỉ là \(2,{408.10^{22}}{\rm{MeV}}\).

ĐúngSai

Năng lượng toả ra khi \(0,01{\rm{\;mol}}\) \({\rm{\;}}_1^2{\rm{H}}\) được tổng hợp hoàn toàn từ phản ứng trên có thể thắp sáng một bóng đèn LED tuýp dài \(1,2{\rm{mum}}\) có công suất 18 W trong thời gian khoảng 6,79 năm (lấy số ngày trong 1 năm là 365 ngày).

ĐúngSai

Giải thích

a) Đúng.

Phản ứng tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn cần nhiệt độ cực kì cao để các hạt nhân có đủ động năng thắng lực đẩy Coulomb, nên gọi là phản ứng nhiệt hạch.

b) Sai.

Phản ứng toả năng lượng nên tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân trước phản ứng lớn hơn tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân sau phản ứng (do có sự hụt khối lượng chuyển hóa thành năng lượng toả ra).

c) Sai.

Số hạt nhân \(\;_1^2H\) có trong \(0,01{\rm{\;mol}}\) là:

\(N = n.{N_A} = 0,01.6,{022.10^{23}} = 6,{022.10^{21}}\) hạt.

Theo phương trình phản ứng, cứ 2 hạt nhân \(\;_1^2H\) tham gia tổng hợp thì toả ra năng lượng \(Q = 4MeV\).

Số phản ứng xảy ra là: \({N_{pu}} = \frac{N}{2} = 3,{011.10^{21}}\) phản ứng.

Tổng năng lượng toả ra là: \(E = {N_{pu}}.Q = 3,{011.10^{21}}.4 = 1,{2044.10^{22}}{\rm{MeV}}\)

d) Sai.

Đổi năng lượng thực tế toả ra sang đơn vị Jun:

\(E = 1,{2044.10^{22}}.1,{6.10^{ - 13}} \approx 1,{927.10^9}J\).

Thời gian thắp sáng bóng đèn là:

\(t = \frac{E}{P} = \frac{{1,{{927.10}^9}}}{{18}} \approx 107055555s\).

Đổi thời gian ra năm (với 1 năm \( = 365.24.3600 = 31536000{\rm{\;s}}\)):

\(t = \frac{{107055555}}{{31536000}} \approx 3,39\) năm.