Xét phản ứng nhiệt hạch D – T Cho khối lượng của các hạt nhân: mD = 2,0136u; mT = 3,0160u; mHe = 4,0015u; mn = 1,0087u. Biết 1u = 931,5 MeV/c2.Nước biển chứa khoảng 0,

28/28

Xét phản ứng nhiệt hạch D – T: ${}_{1}^{2}D + {}_{1}^{3}T \underset{}{\to} {}_{2}^{4}H e + {}_{0}^{1}n$ . Cho khối lượng của các hạt nhân: m_D = 2,0136u; m_T = 3,0160u; m_He = 4,0015u; m_n = 1,0087u. Biết 1u = 931,5 MeV/c².

Nước biển chứa khoảng 0,015% nguyên tử đồng vị ${}_{1}^{2}D$ . Nếu tách toàn bộ ${}_{1}^{2}D$ có trong 1 tấn nước biển để dùng làm nhiên liệu cho phản ứng trên (với hiệu suất là 100%), cần phải đốt cháy hoàn toàn bao nhiêu tấn xăng để thu được một nhiệt lượng bằng tổng năng lượng hạt nhân tỏa ra từ lượng nhiên liệu đó? Biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46.10⁶ J/kg. (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)

Nhập câu trả lời ở đây

Giải thích

Số mol nước trong 1 tấn nước biển:

${n}_{{H}_{2}O}=\frac{m}{{M}_{{H}_{2}O}}$

Số nguyên tử Hydrogen có trong lượng nước đó:

${N}_{H}=2.{n}_{{H}_{2}O}.{N}_{A}=2.\frac{m}{{M}_{{H}_{2}O}}.{N}_{A}$

Số nguyên tử ${}_{1}^{2}D$ có trong 1 tấn nước biển:

${N}_{D}=0,015\%.{N}_{H}=0,015\%.2.\frac{m}{M}.{N}_{A}$

Khối lượng xăng cần dùng để thu được năng lượng tương đương với khi sử dụng hết số nguyên tử ${}_{1}^{2}D$ có trong 1 tấn nước biển:

${m}_{xăng}=\frac{{E}_{1 tấn}}{{46.10}^{6}}=\frac{{N}_{D}.E}{{46.10}^{6}}$

$⟺{m}_{xăng}=\frac{0,015\%∙2∙\frac{{1.10}^{6}}{18}∙{6,02.10}^{23}∙\left. 18,0711∙{1,6.10}^{-13} \right.}{{46.10}^{6}}≈{631.10}^{3}kg=631 tấn.$