Một lò phản ứng hạt nhân tạo ra năng lượng với hiệu suất 50% bằng cách phân hạch 92 235 U thành hai mảnh 46 116 Pd và một số neutron đồng thời phát ra hai tia

20/25

Một lò phản ứng hạt nhân tạo ra năng lượng với hiệu suất \(50\% \) bằng cách phân hạch \({}_{92}^{235}U\) thành hai mảnh \({}_{46}^{116}Pd\) và một số \(neutron\) đồng thời phát ra hai tia \(gamma\;\left( \gamma \right)\), mỗi tia có năng lượng \(5,2\;MeV\). Biết năng lượng liên kết riêng của \({}_{92}^{235}U\) và \({}_{46}^{116}Pd\) tương ứng là \(7,2\;MeV\) và \(8,2\;MeV\). Công suất của lò phản ứng trên là \(P = 1600\;MW\).

1. Có bao nhiêu \(neutron\) được tạo ra từ phản ứng trên?	A.\(1\).
2. Năng lượng tỏa ra của một phản ứng phân hạch trên là bao nhiêu\(\;MeV\)?	B.\(3\).
3. Để cho ra công suất \(1600\;MW\) thì số phản ứng phân hạch diễn ra trong \(1\;s\) là \(x{.10^9}\) phản ứng. Giá trị của \(x\) là	C.\(200\).
4. Khối lượng \({}_{92}^{235}U\) mà là phản ứng tiêu thụ trong \(1\;h\) là bao nhiêu \(g?\)	D.\(5\).
	E.\(140,5\).
	F.\(140,8\).

1 – __ ; 2 – __ ; 3 – __ ; 4 – __

Click vào chỗ trống để nhập đáp án. Nhấn Enter để xác nhận, Esc để hủy.

Giải thích

1 – B; 2 – C; 3 – D; 4 – E.

1. Giả sử rằng có \(x\) \(neutron\) được tạo ra:

\({}_{92}^{235}U \to 2{}_{46}^{116}Pd + 2\gamma + x{}_0^1n\)

Ta có:

\(\left( {235} \right) = 2.\left( {116} \right) + 2.\left( 0 \right) + x.\left( 1 \right) \to x = 3\)

2. Năng lượng tỏa ra của một phản ứng phân hạch:

\(\Delta E = 2{E_{Pd}} - 2{E_\gamma } - {E_U} = 2.\left( {116} \right).\left( {8,2} \right) - 2.\left( {5,2} \right) - \left( {235} \right).\left( {7,2} \right) = 200\;MeV\;\;\;\;\;\)

3. Số phản ứng diễn ra trong \(1\;s\):

\(N = \frac{P}{{\Delta E}} = \frac{{\left( {{{1600.10}^6}} \right)}}{{\left( {{{200.10}^6}.1,{{6.10}^{ - 19}}} \right)}} = {5.10^{19}}\)

Vậy:

\(x = 5\;\;\;\;\;\;\)

4. Với hiệu suất của lò là \(50\% \) thì số phản ứng thực là \(2.\left( {{{5.10}^{19}}} \right)\) phản ứng. Do đó khối lượng \({}_{92}^{235}U\) đã tiêu thụ trong \(1\;s\) là:

\(m = \frac{{2.\left( {{{5.10}^{19}}} \right)}}{{\left( {6,{{02.10}^{23}}} \right)}}.\left( {235} \right).\left( {3600} \right) = 140,5\;g\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\)