(2025) Đề thi tổng ôn tốt nghiệp THPT Vật lí có đáp án - Đề 24

Một nhà máy điện nguyên tử tiêu thụ trung bình 58,75 g $_{92}^{235}U$ mỗi ngày. Biết hiệu suất của nhà máy là 25\%; mỗi hạt nhân nguyên tử phân hạch giải phóng 200 MeV và trung bình có 2,5 ne

23/29

Một nhà máy điện nguyên tử tiêu thụ trung bình 58,75 g $_{92}^{235}U$ mỗi ngày. Biết hiệu suất của nhà máy là 25%; mỗi hạt nhân nguyên tử phân hạch giải phóng 200 MeV và trung bình có 2,5 neutron được giải phóng. Cho $N_A = 6{,}02 \cdot 10^{23}$ hạt/mol; 1 MeV = $1{,}6 \cdot 10^{-13}$ J.

a) Mỗi ngày, nhà máy điện nguyên tử đó tiêu thụ trung bình $1{,}505 \cdot 10^{23}$ nguyên tử $_{92}^{235}U$.
b) Năng lượng giải phóng do phân hạch của 58,75 g $_{92}^{235}U$ bằng $3{,}01 \cdot 10^{25}$ J.
c) Công suất phát điện của nhà máy xấp xỉ bằng 13,94 MW.
d) Số neutron thu được trong lò phản ứng là $2{,}2575 \cdot 10^{23}$ hạt.

0/3000 ký tự
Giải thích

 

Nội dung

Đúng

Sai

a

Mỗi ngày, nhà máy điện nguyên tử đó tiêu thụ trung bình $1{,}505 \cdot 10^{23}$ nguyên tử $_{92}^{235}U$.

Đ

 

b

Năng lượng giải phóng do phân hạch của 58,75 g $_{92}^{235}U$ bằng $3{,}01 \cdot 10^{25}$ J.

 

S

c

Công suất phát điện của nhà máy xấp xỉ bằng 13,94 MW.

Đ

 

d

Số neutron thu được trong lò phản ứng là $2{,}2575 \cdot 10^{23}$ hạt.

Đ

 

a) Số nguyên tử chứa trong 58,75 g $_{92}^{235}U$:
\[
N = n \cdot N_A = \frac{m}{M} \cdot N_A = \frac{58{,}75}{235} \cdot 6{,}02 \cdot 10^{23}
= 1{,}505 \cdot 10^{23}\ \text{nguyên tử } {}_{92}^{235}U.
\]

b) Mỗi hạt nhân nguyên tử phân hạch giải phóng 200 MeV.
Năng lượng giải phóng do phân hạch của 58,75 g $_{92}^{235}U$:
\[
W = N \cdot 200\ \text{MeV} = 1{,}505 \cdot 10^{23} \cdot 200 \cdot 1{,}6 \cdot 10^{-13}\ \text{J}
= 4{,}816 \cdot 10^{12}\ \text{J}.
\]

c) Công suất tỏa nhiệt do phân hạch của 58,75 g $_{92}^{235}U$:
\[
P_{tỏa} = \frac{W}{t}.
\]
Công suất phát điện của nhà máy:
\[
P = 25\% \cdot P_{tỏa} = 25\% \cdot \frac{4{,}816 \cdot 10^{12}}{24 \cdot 3600}
\approx 13{,}94 \cdot 10^6\ \text{W} = 13{,}94\ \text{MW}.
\]

d) Số neutron được giải phóng do 58,75 g $_{92}^{235}U$:
\[
N_1 = N \cdot 2{,}5 = 1{,}505 \cdot 10^{23} \cdot 2{,}5 = 3{,}7625 \cdot 10^{23}\ \text{hạt}.
\]
Số neutron bị hấp thụ để 58,75 g $_{92}^{235}U$ phân hạch hết:
\[
N_2 = N = 1{,}505 \cdot 10^{23}\ \text{hạt}.
\]
Số neutron thu được trong lò phản ứng:
\[
N = N_1 - N_2 = 3{,}7625 \cdot 10^{23} - 1{,}505 \cdot 10^{23}
= 2{,}2575 \cdot 10^{23}\ \text{hạt}.
\]