Một lò phản ứng phân hạch có công suất 200W. Cho rằng toàn bộ năng lượng mà lò phản ứng này sinh ra đều do sự phân hạch của 235U

115/233

Một lò phản ứng phân hạch có công suất 200W. Cho rằng toàn bộ năng lượng mà lò phản ứng này sinh ra đều do sự phân hạch của ²³⁵U 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_A = 6,02.10²³mol⁻¹. Khối lượng ²³⁵U mà lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là:

461,6g.

461,6kg.

230,8kg.

230,8g.

Giải thích

Đáp án đúng là C

Phương pháp giải

Xác định năng lượng phản ứng của lò phản ứng.

Vận dụng lí thuyết về phản ứng và năng lượng của phản ứng.

Lời giải

Năng lượng mà lò phản ứng tạo ra trong 3 năm là:

\(Q = {3.86400.365.200.10^6} = 1,{89216.10^{16}}(\;{\rm{J}})\)

Vì một phân hạch tạo ra \(200{\rm{MeV}} = 3,{2.10^{ - 11}}\;{\rm{J}}\) nên số phân hạch trong 3 năm là:

\(N = \frac{Q}{{3,{{2.10}^{ - 11}}}} = 5,{913.10^{26}}\)

Một phân hạch sẽ tiêu hao 1 nguyên tử \(^{235}U\), nên số nguyên tử \(^{235}U\) bị tiêu hao cũng chính là \(N = 5,{913.10^{26}}\). Số mol của \(^{235}U\) bị tiêu thụ là \(n = \frac{N}{{{N_A}}} = \frac{{5,{{913.10}^{26}}}}{{6,{{02.10}^{23}}}} = 982,226\;{\rm{mol}}\)

Khối lượng của \(^{235}U\) mà lò phản ứng tiêu thụ là:

\(m = 982,226.235 = 230823,09\;{\rm{g}} \approx 230,8\;{\rm{kg}}\)