(2025) Đề thi tổng ôn tốt nghiệp THPT Vật lí có đáp án - Đề 42

Xét lần lượt hai phản ứng sau: • Phản ứng 1: \(^{235}_{92}\mathrm{U}+{}^{1}_{0}\mathrm{n}\rightarrow{}^

17/28

Xét lần lượt hai phản ứng sau:

• Phản ứng 1: \(^{235}_{92}\mathrm{U}+{}^{1}_{0}\mathrm{n}\rightarrow{}^{143}_{60}\mathrm{Nd}+{}^{90}_{40}\mathrm{Zr}+3\,{}^{1}_{0}\mathrm{n}+8\,{}^{0}_{-1}\mathrm{e}+8\,\bar{\nu}_e+200\ \text{MeV}\).
Khối lượng của \(^{235}_{92}\mathrm{U}\) được sử dụng trong phản ứng 1 là \(50\ \text{g}\).

• Phản ứng 2: \(^{1}_{1}\mathrm{H}+{}^{1}_{0}\mathrm{n}\rightarrow{}^{2}_{1}\mathrm{D}+2{,}23\ \text{MeV}\).
Khối lượng của \(^{2}_{1}\mathrm{D}\) tạo thành từ phản ứng 2 là \(50\ \text{g}\).

Nhận định nào sau đây đúng?

Phản ứng 1 là phản ứng nhiệt hạch, năng lượng tỏa ra khi sử dụng hết \(50\ \text{g}\ ^{235}_{92}\mathrm{U}\) xấp xỉ bằng \(2{,}56\cdot 10^{25}\ \text{MeV}\).

Phản ứng 2 là phản ứng phân hạch, năng lượng tỏa ra khi thu được \(50\ \text{g}\ ^{2}_{1}\mathrm{D}\) xấp xỉ bằng \(3{,}36\cdot 10^{25}\ \text{MeV}\).

Xét về năng lượng tỏa ra của một phản ứng thì phản ứng nhiệt hạch có giá trị lớn hơn phản ứng phân hạch.

Tổng năng lượng tỏa ra ở phản ứng 2 lớn gấp khoảng \(1{,}3\) lần tổng năng lượng tỏa ra ở phản ứng 1.

Giải thích

Đáp án đúng là D

Năng lượng tỏa ra khi sử dụng hết \(50\ \text{g}\ ^{235}_{92}\mathrm{U}\):
\[
E_1 = N_{U235}\cdot 200
= \frac{m}{M}\,N_A\cdot 200
= \frac{50}{235}\cdot 6{,}02\cdot 10^{23}\cdot 200
\approx 2{,}56\cdot 10^{25}\ \text{MeV}.
\]

Năng lượng tỏa ra khi thu được \(50\ \text{g}\ ^{2}_{1}\mathrm{D}\):
\[
E_2 = N_{D}\cdot 2{,}23
= \frac{m}{M}\,N_A\cdot 2{,}23
= \frac{50}{2}\cdot 6{,}02\cdot 10^{23}\cdot 2{,}23
\approx 3{,}36\cdot 10^{25}\ \text{MeV}.
\]

Tỉ số:
\[
\frac{E_2}{E_1}\approx \frac{3{,}36\cdot 10^{25}}{2{,}56\cdot 10^{25}}
\approx 1{,}3.
\]

Kết luận các mệnh đề:
A sai (phản ứng 1 là phân hạch, không phải nhiệt hạch; giá trị năng lượng tính đúng).
B sai (phản ứng 2 là nhiệt hạch, không phải phân hạch; giá trị năng lượng tính đúng).
C sai vì năng lượng mỗi phản ứng nhiệt hạch ở đây (2,23 MeV) nhỏ hơn nhiều so với mỗi phản ứng phân hạch (200 MeV).
D đúng theo tính toán trên.