Bài tập Năng lượng trong phản ứng hạt nhân lớp 12 (có lời giải)

Một nguồn năng lượng hạt nhân giải phóng 5,0.10^16 J. Biết mỗi phản ứng phân hạch uranium giải phóng 200 MeV

20/35

Một nguồn năng lượng hạt nhân giải phóng \(5,0 \times {10^{16}}{\rm{\;J}}\). Biết mỗi phản ứng phân hạch uranium giải phóng \(200{\rm{\;MeV}}\), khối lượng một hạt nhân \(^{235}U\) là \(3,9 \times {10^{ - 25}}{\rm{\;kg}}\). Các phát biểu sau đúng hay sai?

a

Số phản ứng phân hạch cần thiết xấp xỉ \(1,56 \times {10^{27}}\) phản ứng.

ĐúngSai
b

Khối lượng uranium đã tham gia phản ứng xấp xỉ \(610{\rm{\;kg}}\).

ĐúngSai
c

Khối lượng uranium cần dùng được tính bằng cách lấy tổng năng lượng chia cho năng lượng của một phản ứng rồi nhân với khối lượng một hạt nhân uranium.

ĐúngSai
d

Nếu tăng gấp đôi năng lượng cần tạo ra thì khối lượng uranium cần dùng giảm một nửa.

ĐúngSai
Giải thích

Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.

Lời giải chi tiết:

a) Đúng. Năng lượng một phản ứng: \({E_1} = 200 \times 1,6 \times {10^{ - 13}} = 3,2 \times {10^{ - 11}}{\rm{\;J}}\).

Số phản ứng: \(N = \frac{{5,0 \times {{10}^{16}}}}{{3,2 \times {{10}^{ - 11}}}} \approx 1,56 \times {10^{27}}\).

b) Đúng. Khối lượng uranium: \(m = N.{m_U} = 1,56 \times {10^{27}} \times 3,9 \times {10^{ - 25}} \approx 609{\rm{\;kg}}\).

c) Đúng. Công thức: \(m = \frac{E}{{{E_1}}} \times {m_U}\).

d) Sai. Năng lượng cần tạo ra tăng thì số phản ứng tăng, vì vậy khối lượng uranium cần dùng cũng tăng tỉ lệ thuận, không giảm.