Một lò phản ứng hạt nhân dùng cho nghiên cứu có công suất nhiệt là 250 kW. Lò sử dụng nhiên liệu 235U. Cho rằng toàn bộ năng lượng mà lò phản ứng này sinh ra đều do sự phân hạch của

24/28

Một lò phản ứng hạt nhân dùng cho nghiên cứu có công suất nhiệt là 250 kW. Lò sử dụng nhiên liệu \[{}^{235}U\]. Cho rằng toàn bộ năng lượng mà lò phản ứng này sinh ra đều do sự phân hạch của \[{}^{235}U\] và đồng vị này chỉ bị tiêu hao bởi quá trình phân hạch. Coi mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200 MeV; số Avogadro \[N = 6,02 \cdot {10^{23}}\,mo{l^{ - 1}}\]. Khối lượng \[{}^{235}U\] mà lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là

461,6 g.

4,16 g.

288,4 g.

230,8 g.

Giải thích

Chọn C

Tổng năng lượng mà phản ứng sinh ra trong 3 năm:

\[E = P \cdot t = 250 \cdot {10^3} \cdot 365 \cdot 3 \cdot 86400 = 2,3652 \cdot {10^{23}}\,J\]

Mỗi hạt nhân tham gia 1 phản ứng phân hạch nên số hạt nhân đã phân hạch trong 3 năm là: \[N = \frac{E}{{200MeV}} = \frac{{2,3652 \cdot {{10}^{23}}}}{{200 \cdot 1,6 \cdot {{10}^{ - 13}}}} = 7,39 \cdot {10^{23}}\]

Khối lượng hạt nhân đã sử dụng trong 3 năm: \[m = nA = \frac{N}{{{N_A}}} \cdot A = \frac{{7,39 \cdot {{10}^{23}}}}{{6,02 \cdot {{10}^{23}}}} \cdot 235 = 288,4\,g\]