Dựa vào các thông tin được cung cấp dưới đây để trả lời 3 câu hỏi sau:
Nhu cầu sử dụng năng lượng của con người là không giới hạn, trong khi đó nguồn nguyên liệu để tạo ra năng lượng trên Trái Đất ngày càng cạn kiệt. Do đó, việc tìm kiếm nguồn năng lượng sạch là vấn đề cấp thiết của mọi quốc gia.
Các nhà máy hạt nhân hiện nay dùng phản ứng phân hạch – tức phân rã hạt nhân của các nguyên tố nặng như urani, thori và plutoni thành các hạt nhân con nhẹ hơn. Trong phản ứng này các hạt nhân nặng bị neutron bắn phá, đập vỡ ra thành những hạt nhân nhẹ hơn và giải phóng năng lượng. Nhược điểm của quá trình này là sinh ra chất thải phóng xạ tồn tại lâu dài khó xử lí và có thể xảy ra những tai nạn hạt nhân vô cùng khủng khiếp.
Thực tế trong tự nhiên có một nguồn năng lượng gần như vô tận: năng lượng từ Mặt Trời. Năng lượng của ngôi sao này đến từ "lò" phản ứng nhiệt hạch bên trong lõi của nó. Nếu có thể khai thác được phản ứng này ngay trên Trái đất thì chúng ta sẽ có một nguồn năng lượng sạch vô tận với nguyên liệu chính là nước biển. Nguồn năng lượng này không phát ra khí thải nhà kính, không tạo ra các cặn bã phóng xạ.
Trên Trái Đất, con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được. Đó là sự nổ của bom nhiệt hạch hay bom H (còn gọi là bom hidro hay bom khinh khí). Một vấn đề quan trọng đặt ra là: làm thế nào thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng kiểm soát được, để đảm bảo cung cấp năng lượng lâu dài cho nhân loại.
Dựa vào các thông tin được cung cấp dưới đây để trả lời 3 câu hỏi sau:
Nhu cầu sử dụng năng lượng của con người là không giới hạn, trong khi đó nguồn nguyên liệu để tạo ra năng lượng trên Trái Đất ngày càng cạn kiệt. Do đó, việc tìm kiếm nguồn năng lượng sạch là vấn đề cấp thiết của mọi quốc gia.
Các nhà máy hạt nhân hiện nay dùng phản ứng phân hạch – tức phân rã hạt nhân của các nguyên tố nặng như urani, thori và plutoni thành các hạt nhân con nhẹ hơn. Trong phản ứng này các hạt nhân nặng bị neutron bắn phá, đập vỡ ra thành những hạt nhân nhẹ hơn và giải phóng năng lượng. Nhược điểm của quá trình này là sinh ra chất thải phóng xạ tồn tại lâu dài khó xử lí và có thể xảy ra những tai nạn hạt nhân vô cùng khủng khiếp.
Thực tế trong tự nhiên có một nguồn năng lượng gần như vô tận: năng lượng từ Mặt Trời. Năng lượng của ngôi sao này đến từ "lò" phản ứng nhiệt hạch bên trong lõi của nó. Nếu có thể khai thác được phản ứng này ngay trên Trái đất thì chúng ta sẽ có một nguồn năng lượng sạch vô tận với nguyên liệu chính là nước biển. Nguồn năng lượng này không phát ra khí thải nhà kính, không tạo ra các cặn bã phóng xạ.
Trên Trái Đất, con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được. Đó là sự nổ của bom nhiệt hạch hay bom H (còn gọi là bom hidro hay bom khinh khí). Một vấn đề quan trọng đặt ra là: làm thế nào thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng kiểm soát được, để đảm bảo cung cấp năng lượng lâu dài cho nhân loại.
Phản ứng nhiệt hạch là:
Phản ứng nhiệt hạch là:
nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời.
sự tách hạt nhân nặng thành các hạt nhân nhẹ nhờ nhiệt độ cao.
phản ứng hạt nhân thu năng lượng.
phản ứng kết hợp hai hạt nhân có khối lượng trung bình thành một hạt nhân nặng.
Đáp án: A
+ Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng trong đó hai hạt nhân nhẹ tổng hợp thành một hạt nhân nặng hơn.
+ Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng hạt nhân toả năng lượng.
+ Phản ứng nhiệt hạch trong lòng Mặt Trời và các ngôi sao là nguồn gốc năng lượng của chúng.
Phản ứng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời.
Phát biểu không đúng không đúng về phản ứng nhiệt hạch là:
Phát biểu không đúng không đúng về phản ứng nhiệt hạch là:
Bom H là ứng dụng của phản ứng nhiệt hạch nhưng dưới dạng phản ứng nhiệt hạch không kiểm soát được.
Được thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân
Sạch hơn phản ứng phân hạch do không tạo ra các cặn bã phóng xạ.
Có nguồn nguyên liệu dồi dào
Đáp án: B
Sử dụng lí thuyết về phản ứng nhiệt hạch và khai thác thông tin từ đề bài.
- Phát biểu đúng là:
+ Bom H là ứng dụng của phản ứng nhiệt hạch nhưng dưới dạng phản ứng nhiệt hạch không kiểm soát được.
+ Phản ứng nhiệt hạch sạch hơn phản ứng phân hạch do không tạo ra các cặn bã phóng xạ.
+ Nguồn nguyên liệu trên Trái Đất của phản ứng nhiệt hạch vô cùng dồi dào.
- Phát biểu không đúng:
Trên Trái Đất, con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được. Đó là sự nổ của bom nhiệt hạch hay bom H. Do đó phản ứng nhiệt hạch chưa thực hiện được trong các lò phản ứng hạt nhân.
Bom nhiệt hạch dùng phản ứng: \({}_{1}^{2}D+{}_{1}^{3}T\to {}_{2}^{4}He+n\)
Biết khối lượng của các hạt nhân D, T, He lần lượt là mD = 2,0136u; mT = 3,0160u; mHe = 4,0015u; khối lượng của hạt n là mn = 1,0087u. Cho biết năng suất tỏa nhiệt của TNT là \(4,1\,kJ/kg\)và \(1u=931,4\frac{MeV}{{{c}^{2}}}\). Năng lượng tỏa ra nếu có 1 kmol He được tạo thành do vụ nổ và năng lượng đó tương đương với lượng thuốc nổ TNT là:
Bom nhiệt hạch dùng phản ứng: \({}_{1}^{2}D+{}_{1}^{3}T\to {}_{2}^{4}He+n\)
Biết khối lượng của các hạt nhân D, T, He lần lượt là mD = 2,0136u; mT = 3,0160u; mHe = 4,0015u; khối lượng của hạt n là mn = 1,0087u. Cho biết năng suất tỏa nhiệt của TNT là \(4,1\,kJ/kg\)và \(1u=931,4\frac{MeV}{{{c}^{2}}}\). Năng lượng tỏa ra nếu có 1 kmol He được tạo thành do vụ nổ và năng lượng đó tương đương với lượng thuốc nổ TNT là:
Đáp án: D
+ Số nguyên tử chứa trong n (mol) chất: \(N=n.{{N}_{A}}\)
+ Năng lượng toả ra của phản ứng: \(\Delta E=\left( \sum{{{m}_{truoc}}-\sum{{{m}_{sau}}}} \right).{{c}^{2}}\)
+ Nhiệt lượng do m (kg) thuốc nổ TNT toả ra: \(Q=m.q\)
Trong đó q (J/kg) là năng suất toả nhiệt.
Năng lượng toả ra khi tổng hợp nên 1 hạt nhân He là:
\(\begin{gathered}
\Delta E = \left( {{m_D} + {m_T} - {m_{He}} - {m_n}} \right){c^2} \hfill \\
\Rightarrow \Delta E = \left( {2,0136 + 3,0160 - 4,0015 - 1,0087} \right).931,5 = 18,0711MeV \hfill \\
\end{gathered} \)
\(1\,kmol\)He chứa số hạt nhân He là:
\(N=n.{{N}_{A}}={{10}^{3}}{{.6,02.10}^{23}}={{6,02.10}^{26}}\)
Năng lượng toả ra khi tổng hợp nên 1kmol He là:
\(E=N.\Delta E={{6,02.10}^{26}}.18,0711={{1,09.10}^{28}}MeV={{1,74.10}^{12}}kJ\)
Khối lượng thuốc nổ TNT cần dùng để có năng lượng tương đương là:
\(m=\frac{E}{4,1}=\frac{{{1,74.10}^{12}}}{4,1}={{4,245.10}^{11}}kg\)
