Một lò phản ứng hạt nhân dùng phản ứng nhiệt hạch

22/28

Một lò phản ứng hạt nhân dùng phản ứng nhiệt hạch \(_1^2D + _1^3T \to _2^4{\rm{He}} + _0^1n\) để phát điện với công suất điện tạo ra là 500 MW và hiệu suất chuyển hóa từ nhiệt sang điện bằng \(25\% \). Cho độ hụt khối của hạt nhân \(T\), hạt nhân \(D\) và hạt nhân He lần lượt là \(0,009106{\rm{amu}};0,002491{\rm{amu}}\) và \(0,030382{\rm{amu}}\). Năng lượng tỏa ra của một phản ứng hạt nhân bằng hiệu giữa tổng năng lượng liên kết sau phản ứng và trước phản ứng. Cho \(1u{c^2} = 931,5{\rm{MeV}},1{\rm{MeV}} = 1,6 \cdot {10^{ - 13}}\;{\rm{J}}\).

Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng thu năng lượng

ĐúngSai

Năng lượng mà nhà máy tạo ra trong 1 năm là \(1,58 \cdot {10^{16}}\;{\rm{J}}\)

ĐúngSai

Số hạt \(_2^4{\rm{He}}\) được tạo ra trong 1 năm ta không tính được

ĐúngSai

Khối lượng Heli do nhà máy thải ra trong 1 năm ( 365 ngày) là 150 kg

ĐúngSai

Giải thích

a) Sai. Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng tỏa năng lượng

b) Đúng. \(A = Pt = 500 \cdot {10^6} \cdot 365 \cdot 24 \cdot 60 \cdot 60 = 1,5768 \cdot {10^{16}}\;{\rm{J}}\)

c) Sai. \(Q = \frac{A}{H} = \frac{{1,5768 \cdot {{10}^{16}}}}{{0,25}} = 6,3072 \cdot {10^{16}}\;{\rm{J}}\)

\(\Delta E = \left( {\Delta {m_s} - \Delta {m_t}} \right){c^2} = (0,030382 - 0,002491 - 0,009106) \cdot 931,5 \approx 17,498{\rm{MeV}}\)

\(N = \frac{Q}{{\Delta E}} = \frac{{6,3072 \cdot {{10}^{16}}}}{{17,498 \cdot 1,6 \cdot {{10}^{ - 13}}}} \approx 2,{253.10^{28}}\)

d) Đúng. \(n = \frac{N}{{{N_A}}} = \frac{{2,253 \cdot {{10}^{28}}}}{{6,02 \cdot {{10}^{23}}}} \approx 37425\;{\rm{mol}}\)

\(m = nM = 37425.4 = 149,7\;{\rm{kg}}\)