Giải SGK Vật lí 12 Cánh diều Bài 2. Năng lượng hạt nhân có đáp án

Các proton mang điện tích dương nên đẩy nhau theo định luật Coulomb. Nguyên nhân nào khiến các proton và neutron vẫn có thể liên kết chặt chẽ với nhau trong hạt nhân?

Cho biết khối lượng của hạt nhân 612C là 11,99993 u. Sử dụng số liệu trong bảng 1.1 trang 92, tính độ hụt khối của hạt nhân 612C.

Tính 1 MeV/c² ra đơn vị kilôgam.

Tính năng lượng liên kết của hạt nhân 612C ra đơn vị MeV và đơn vị J.

Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 612C.

Dựa vào Hình 2.3, sắp xếp các hạt nhân sau theo thứ tự độ bền vững tăng dần:36Li,612C,714N,1020Ne

Hạt nhân 2656Fe có năng lượng liên kết riêng bằng 8,8 MeV/nucleon là một trong những hạt nhân bền vững nhất trong tự nhiên. Tính độ hụt khối của hạt nhân này.

Ta có thể áp dụng hệ thức Einstein (2.2) đề tính năng lượng toả ra của phản ứng phân hạch hạt nhân 92235U trong Hình 2.4. Trước phản ứng, tổng khối lượng các hạt là:

m_trước = m_n + m_U.

Sau phản ứng, tổng khối lượng các hạt là: m_sau = m_Kr + m_Ba + 3m_n.

Thông qua phản ứng, khối lượng của hệ đã giảm đi một lượng là: m_trước - m_sau

Như vậy, phản ứng đã toả ra một năng lượng là E_toả = (m_trước - m_sau)c²

Cho biết khối lượng nguyên tử của các hạt trong phản ứng phân hạch Hình 2.4 như trong bảng dưới đây:

Tính năng lượng toả ra của phản ứng đó ra đơn vị MeV.

Năng lượng toả ra khi 1,000 kg 92235U bị phân hạch hoàn toàn theo phản ứng trong Hình 2.4 tương đương với năng lượng toả ra khi đốt cháy bao nhiêu tấn than đá? Cho biết: khối lượng mol nguyên tử của uranium là 235,0439 g/mol; số Avogadro N_A = 6,02.10²³ nguyên tử/mol. Mỗi kg than đá khi đốt cháy hoàn toàn toả ra 27.10⁶ J năng lượng nhiệt.

Arktika là tàu phá băng chạy bằng năng lượng hạt nhân của Nga. Với chiều dài 173 m, cao 15 m, tàu được trang bị hai lò phản ứng hạt nhân, mỗi lò có công suất 175 MW, giúp tàu phá lớp băng dày đến 3 m. Nếu lò phản ứng này sử dụng năng lượng từ sự phân hạch của 92235U, mỗi phân hạch sinh ra trung bình 203 MeV; tính khối lượng 92235U mà lò phản ứng tiêu thụ trong 1 ngày. Cho số Avogadro N_A = 6,02. 10²³ nguyên tử/mol và khối lượng mol nguyên tử của 92235U là 235 g/mol.

Tìm tài liệu như tranh ảnh, bài báo, ... và dựa vào các tài liệu đó thảo luận với bạn về vai trò của một số ngành công nghiệp hạt nhân trong khoa học và đời sống.