Trắc nghiệm Bài 38. Phản ứng phân hạch - nhiệt hạch - Vật Lí 12
Đề bài
Phản ứng phân hạch là
-
A.
Là phản ứng trong đó một hạt nhân nhẹ hấp thụ một nơtron và chuyển thành hai hạt nhân trung bình.
-
B.
Là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng kết hợp một hạt nhân nhẹ và chuyển thành hai hạt nhân trung bình
-
C.
Là phản ứng trong đó một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtron và vỡ thành hai hạt nhân trung bình
-
D.
Là phản ứng trong đó một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtron và vỡ thành hai hạt nhân nhẹ
Điều kiện để xảy ra phản ứng dây truyền là?
-
A.
Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k < 0
-
B.
Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k ≥ 0
-
C.
Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k < 1
-
D.
Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k ≥ 1
Hoàn chỉnh phản ứng phân hạch: \(_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _?^{140}I + x\left( {_0^1n} \right)\)
-
A.
\(_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{54}^{140}I + 1\left( {_0^1n} \right)\)
-
B.
\(_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{53}^{140}I + 2\left( {_0^1n} \right)\)
-
C.
\(_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{53}^{140}I + \left( {_0^1n} \right)\)
-
D.
\(_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{54}^{140}I + 2\left( {_0^1} \right)n\)
Nếu dùng nơtron chậm có năng lượng cỡ 0,01eV bắn vào hạt nhân \(^{235}U\) thì thông tin nào sau đây là sai?
-
A.
Các hạt nhân sản phẩm hầu hết là các hạt alpha, bêta
-
B.
Phản ứng sinh ra 2 hoặc 3 nơtron
-
C.
Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng khoảng 200MeV duới tác dạng động năng của các hạt
-
D.
Các hạt nhân sản phẩm có số khối thuộc loại trung bình nằm trong khoảng từ 80 đến 160
Phản ứng nhiệt hạch là :
-
A.
phản ứng hạt nhân thu năng lượng
-
B.
quá trình tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn
-
C.
phản ứng trong đó một hạt nhân nhẹ vỡ thành hai hạt nhân nặng hơn
-
D.
quá trình phân rã tự phát của một hạt nhân không bền vững
Phản ứng nhiệt hạch xảy ra ở điều kiện?
-
A.
Nhiệt độ bình thường
-
B.
Nhiệt độ cao
-
C.
Nhiệt độ thấp
-
D.
ở nhiệt độ 00C
Nhiệt hạch và phân hạch hạt nhân
-
A.
đều có sự hấp thụ nơtron chậm
-
B.
đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng
-
C.
đều không phải là phản ứng hạt nhân
-
D.
đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
Sự phóng xạ và sự phân hạch không có cùng đặc điểm nào sau đây?
-
A.
biến đổi hạt nhân
-
B.
phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
-
C.
tạo ra hạt nhân bền vững hơn
-
D.
xảy ra một cách tự phát
Kết luận nào không đúng khi nói về phản ứng phân hạch và nhiệt hạch?
-
A.
Đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
-
B.
Đều là phản ứng hạt nhân thuộc loại kích thích
-
C.
Mỗi phản ứng phân hạch tỏa năng lượng lớn hơn phản ứng nhiệt hạch
-
D.
Đều là phản ứng hạt nhân điều khiển được
Cho phản ứng \(_1^2D + _1^2D \to _2^3He + n + 3,25MeV\). Phản ứng này là:
-
A.
Phản ứng phân hạch
-
B.
Phản ứng nhiệt hạch
-
C.
Phản ứng thu năng lượng
-
D.
Phản ứng không tỏa, không thu năng lượng
Trong các lò phản ứng hạt nhân, vật liệu nào dưới đây có thể đóng vai trò “chất làm chậm” tốt nhất đối với nơtron?
-
A.
Kim loại nặng
-
B.
Bê tông
-
C.
Cadimi
-
D.
Than chì
Phát biểu nào sau đây là không đúng ?
-
A.
Nhà máy điện nguyên tử chuyển năng lượng của phản ứng hạt nhân thành năng lượng điện.
-
B.
Phản ứng nhiệt hạch không thải ra chất phóng xạ làm ô nhiễm môi trường.
-
C.
Trong nhà máy điện nguyên tử, phản ứng dây chuyền xảy ra ở mức tới hạn.
-
D.
Trong lò phản ứng hạt nhân các thanh Urani phải có khối lượng nhỏ hơn khối lượng tới hạn.
Tìm phát biểu sai về phản ứng nhiệt hạch?
-
A.
Sự kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân năng hơn cũng toả ra năng lượng.
-
B.
Mỗi phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng bé hơn một phản ứng phân hạch, nhưng tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng kết hợp toả ra năng lượng nhiều hơn.
-
C.
Phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng nhiều, có bức xạ gây ô nhiễm môi trường
-
D.
Bom H là ứng dụng của phản ứng nhiệt hạch nhưng dưới dạng phản ứng nhiệt hạch không kiểm soát được
Để thực hiện phản ứng nhiệt hạch, vì sao cần có điều kiện mật độ hạt nhân đủ lớn?
-
A.
Để giảm khoảng cách giữa các hạt nhân, nhằm tăng lực hấp dẫn giữa chúng làm cho các hạt nhân kết hợp được với nhau
-
B.
Để tăng cơ hội để các hạt nhân tiếp xúc và kết hợp với nhau
-
C.
Để giảm năng lượng liên kết hạt nhân với bán kính tác dụng
-
D.
Để giảm khoảng cách hạt nhân tới bán kính tác dụng
Năng lượng ánh sáng Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất có nguồn gốc từ
-
A.
Phản ứng phân hạch trong lòng Mặt Trời
-
B.
Phản ứng nhiệt hạch trong lòng Mặt Trời
-
C.
Các miệng núi lửa đang hoạt động trên Mặt Trời
-
D.
Hiện tượng quang phát quang ở Mặt Trời
Trong phản ứng hạt nhân \({}_1^2H + {}_1^2H \to {}_2^3He + {}_0^1n,\)hai hạt nhân \({}_1^2H\) có động năng như nhau K1, động năng của hạt nhân \({}_2^3He\) và nơtrôn lần lượt là K2 và K3. Hệ thức nào sau đây đúng?
-
A.
2K1 ≥ K2 + K3
-
B.
2K1 ≤ K2 + K3
-
C.
2K1 > K2 + K3
-
D.
2K1 < K2 + K3
Do năng lượng của phản ứng nhiệt hạch tổng hợp hiđrô thành hêli (\(\alpha \)) trong lòng mặt trời nên mặt trời tỏa nhiệt, biết công suất bức xạ toàn phần của mặt trời là \({\rm{P}} = {\rm{3}},{\rm{9}}.{\rm{1}}{0^{26}}\)W. Biết rằng lượng hêli tạo ra trong một ngày là 5,33.1016 kg. Năng lượng tỏa ra khi một hạt hêli được tạo thành là:
-
A.
22,50 MeV
-
B.
26,245 MeV
-
C.
18,75 MeV
-
D.
13,6 MeV
Mỗi phản ứng phân hạch của U235 toả ra trung bình 200 MeV. Năng lượng do 1g U235 toả ra, nếu phân hạch hết tất cả là:
-
A.
8,2.103 MJ
-
B.
82.103 MJ
-
C.
850 MJ
-
D.
8,5.103 MJ
Bom nhiệt hạch dùng làm phản ứng \(D{\rm{ }} + {\rm{ }}T \to He{\rm{ }} + {\rm{ }}n{\rm{ }} + {\rm{ }}18MeV\) Nếu có 1kmol He tạo thành thì năng lượng tỏa ra là: (khối lượng nguyên tử đã biết)
-
A.
23,5.1014J
-
B.
28,5.1014J
-
C.
25,5.1014J
-
D.
17,34.1014 J
Tàu ngầm hạt nhân là một loại tàu ngầm vận hành nhờ sử dụng năng lượng của phản ứng hạt nhân. Nguyên liệu thường dùng là U235. Mỗi phân hạch của hạt nhân U235 tỏa ra năng lượng trung bình là 200 MeV. Hiệu suất của lò phản ứng là 25%. Nếu công suất của lò là 400 MW thì khối lượng U235 cần dùng trong một ngày xấp xỉ bằng
-
A.
1,75 kg
-
B.
2,59 kg
-
C.
1,69 kg
-
D.
2,67 kg
Cho phản ứng phân hạch của Urani 235: \({}_{92}^{235}U + {}_0^1n \to {}_{42}^{95}Mo + {}_{57}^{139}La + 2{}_0^1n\). Biết khối lượng các hạt nhân: mU = 234,99u; mMo = 94,88u; mLa = 138,87u; mn = 1,0087u. Hỏi năng lượng tỏa ra khi 1 gam U phân hạch hết sẽ tương đương với năng lượng sinh ra khi đốt cháy bao nhiêu kg xăng? Biết rằng mỗi kg xăng cháy hết tỏa năng lượng 46.106 J.
-
A.
20 kg
-
B.
1720 kg
-
C.
1820 kg
-
D.
1920 kg
Một tàu phá băng công suất 16MW. Tàu dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân U235. Trung bình mỗi phân hạch tỏa ra 200 MeV. Nhiên liệu dùng trong lò là U làm giàu đến 12,5% (tính theo khối lượng). Hiệu suất của lò là 30%. Hỏi nếu tàu làm việc liên tục trong 3 tháng thì cần bao nhiêu kg nhiên liệu (coi mỗi ngày làm việc 24 giờ, 1 tháng tính 30 ngày)
-
A.
40,47 kg
-
B.
80,9 kg
-
C.
10,11 kg
-
D.
24,3 kg
Biết \({}^{235}U\) có thể bị phân hạch theo phản ứng sau: \({}_{0}^{1}n+{}_{92}^{235}U\to {}_{53}^{139}I+{}_{39}^{94}Y+3{}_{0}^{1}n\) . Khối lượng của các hạt tham gia phản ứng: mU = 234,99332u; mn = 1,0087u; mI = 138,8970u; mY = 93,89014u; 1uc2 = 931,5MeV. Nếu có một lượng hạt nhân U235 đủ nhiều, giả sử ban đầu ta kích thích cho 1010 hạt U235 phân hạch theo phương trình trên và sau đó phản ứng dây chuyền xảy ra trong khối hạt nhân đó với hệ số nhân notron là k = 2. Coi phản ứng không phóng xạ gamma. Năng lượng tỏa ra sau 5 phân hạch dây chuyền đầu tiên (kể cả phân hạch kích thích ban đầu) là
-
A.
5,45.1013MeV
-
B.
8,79.1012MeV
-
C.
175,85MeV
-
D.
21,27.1013MeV
Một nhà máy điện nguyên tử dùng 235U phân hạch tỏa ra 200MeV. Hiệu suất của nhà máy là 30%. Nếu công suất của nhà máy là 1920MW thì khối lượng 235U cần dùng trong một ngày:
-
A.
0,6744kg
-
B.
1,0502kg
-
C.
2,5964kg
-
D.
6,7455kg
Xét phản ứng: $_1^2{\text{H}} + _1^2{\text{H}} \to {\text{ }}_2^3{\text{He}} + _0^1{\text{n}}$. Xác định năng lượng tỏa ra bởi phản ứng đó (tính ra MeV và ra J). Cho biết khối lượng của các hạt nhân $_1^2{\text{H;}}_2^3{\text{He}};_0^1{\text{n}}$ lần lượt là: 2,0135 u; 3,0149 u ; 1,0087 u
-
A.
5,07.10-13 J
-
B.
5,07.10-15 J
-
C.
3,07.10-13 J
-
D.
3,07.10-15 J
Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân $2{}_{1}^{2}D\to {}_{Z}^{A}X+{}_{0}^{1}n$. Biết độ hụt khối của hạt nhân ${}_{1}^{2}D$ là 0,0024u, của hạt nhân X là 0,0083u. Lấy 1u = 931 MeV/c2. Năng lượng toả ra khi tổng hợp hết 1g ${}_{1}^{2}D$ là
-
A.
3,26 MeV.
-
B.
6,52 MeV.
-
C.
9,813.1023 MeV.
-
D.
4,906.1023 MeV.
Lời giải và đáp án
Phản ứng phân hạch là
-
A.
Là phản ứng trong đó một hạt nhân nhẹ hấp thụ một nơtron và chuyển thành hai hạt nhân trung bình.
-
B.
Là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng kết hợp một hạt nhân nhẹ và chuyển thành hai hạt nhân trung bình
-
C.
Là phản ứng trong đó một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtron và vỡ thành hai hạt nhân trung bình
-
D.
Là phản ứng trong đó một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtron và vỡ thành hai hạt nhân nhẹ
Đáp án : C
Phản ứng phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtron và vỡ thành hai hạt nhân trung bình.
Điều kiện để xảy ra phản ứng dây truyền là?
-
A.
Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k < 0
-
B.
Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k ≥ 0
-
C.
Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k < 1
-
D.
Số nơtron trung bình k sau mỗi phản ứng k ≥ 1
Đáp án : D
Xem lí thuyết phần 1
Điều kiện để xảy ra phản ứng dây chuyền: xét số nơtrôn trung bình k sinh ra sau mỗi phản ứng phân hạch (\(k\) là hệ số nhân nơtron).
+ Nếu \(k < 1\): thì phản ứng dây chuyền không thể xảy ra.
+ Nếu \(k = 1\): thì phản ứng dây chuyền sẽ xảy ra và điều khiển được.
+ Nếu \(k > 1\): thì phản ứng dây chuyền xảy ra không điều khiển được.
Hoàn chỉnh phản ứng phân hạch: \(_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _?^{140}I + x\left( {_0^1n} \right)\)
-
A.
\(_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{54}^{140}I + 1\left( {_0^1n} \right)\)
-
B.
\(_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{53}^{140}I + 2\left( {_0^1n} \right)\)
-
C.
\(_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{53}^{140}I + \left( {_0^1n} \right)\)
-
D.
\(_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{54}^{140}I + 2\left( {_0^1} \right)n\)
Đáp án : B
Cân bằng phương trình phản ứng
\(_0^1n + _{92}^{235}U \to _{39}^{94}Y + _{53}^{140}I + 2(_0^1n)\)
Nếu dùng nơtron chậm có năng lượng cỡ 0,01eV bắn vào hạt nhân \(^{235}U\) thì thông tin nào sau đây là sai?
-
A.
Các hạt nhân sản phẩm hầu hết là các hạt alpha, bêta
-
B.
Phản ứng sinh ra 2 hoặc 3 nơtron
-
C.
Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng khoảng 200MeV duới tác dạng động năng của các hạt
-
D.
Các hạt nhân sản phẩm có số khối thuộc loại trung bình nằm trong khoảng từ 80 đến 160
Đáp án : A
Xem lí thuyết phần 2 + vận dụng phương trình phân hạch \(^{235}U\)
Ta có:
\({}_{92}^{235}U + {}_0^1n\;\; \to \;\;{}_{92}^{236}U\;\; \to \;\;{}_{{Z_1}}^{{A_{\;1}}}X + \;{}_{{Z_2}}^{{A_{\;2}}}X\; + \;\;k{}_0^1n\;\; + \;\;200MeV\)
=> A - sai
Phản ứng nhiệt hạch là :
-
A.
phản ứng hạt nhân thu năng lượng
-
B.
quá trình tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn
-
C.
phản ứng trong đó một hạt nhân nhẹ vỡ thành hai hạt nhân nặng hơn
-
D.
quá trình phân rã tự phát của một hạt nhân không bền vững
Đáp án : B
Phản ứng nhiệt hạch là quá trình tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn
Phản ứng nhiệt hạch xảy ra ở điều kiện?
-
A.
Nhiệt độ bình thường
-
B.
Nhiệt độ cao
-
C.
Nhiệt độ thấp
-
D.
ở nhiệt độ 00C
Đáp án : B
Ta có: Điều kiện xảy ra phản ứng nhiệt hạch
+ Nhiệt độ cao khoảng từ 50 triệu độ tới 100 triệu độ.
+ Hỗn hợp nhiên liệu phải “giam hãm” trong một khoảng không gian rất nhỏ.
Nhiệt hạch và phân hạch hạt nhân
-
A.
đều có sự hấp thụ nơtron chậm
-
B.
đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng
-
C.
đều không phải là phản ứng hạt nhân
-
D.
đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
Đáp án : D
Phản ứng phân hạch: Hạt nhân nặng hấp thụ 1 notron chậm vỡ ra thành các hạt nhân nhẹ hơn
Phản ứng nhiệt hạch: Hạt nhân nhẹ kết hợp với nhau tạo thành hạt nhân nặng hơn
Nhiệt hạch và phân hạch hạt nhân đều là phản ứng hạt nhân toả năng lượng
Nhiệt hạch và phân hạch hạt nhân đều là phản ứng hạt nhân toả năng lượng
Sự phóng xạ và sự phân hạch không có cùng đặc điểm nào sau đây?
-
A.
biến đổi hạt nhân
-
B.
phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
-
C.
tạo ra hạt nhân bền vững hơn
-
D.
xảy ra một cách tự phát
Đáp án : D
Sự phóng xạ xảy ra do tự phát (hạt nhân không bền vững tự phát phân rã), sự phân hạch xảy ra khi dùng notron nhiệt bắn vào hạt nhân khiến hạt nhân chuyển sang trạng thái không bền vững và phân rã
Chỉ có sự phóng xạ xảy ra do tự phát
Kết luận nào không đúng khi nói về phản ứng phân hạch và nhiệt hạch?
-
A.
Đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
-
B.
Đều là phản ứng hạt nhân thuộc loại kích thích
-
C.
Mỗi phản ứng phân hạch tỏa năng lượng lớn hơn phản ứng nhiệt hạch
-
D.
Đều là phản ứng hạt nhân điều khiển được
Đáp án : D
Phản ứng phân hạch và nhiệt hạch đều là phản ứng hạt nhân toả năng lượng. Nếu tính trên một phản ứng thì năng lượng phản ứng nhiệt hạch nhỏ hơn phản ứng phân hạch. Hiện nay, con người chưa điều khiển được phản ứng nhiệt hạch
D -sai vì: Hiện nay, con người vẫn chưa điều khiển được phản ứng nhiệt hạch
Cho phản ứng \(_1^2D + _1^2D \to _2^3He + n + 3,25MeV\). Phản ứng này là:
-
A.
Phản ứng phân hạch
-
B.
Phản ứng nhiệt hạch
-
C.
Phản ứng thu năng lượng
-
D.
Phản ứng không tỏa, không thu năng lượng
Đáp án : B
\(_1^2D + _1^2D \to _2^3He + n + 3,25MeV\)là phản ứng nhiệt hạch
Trong các lò phản ứng hạt nhân, vật liệu nào dưới đây có thể đóng vai trò “chất làm chậm” tốt nhất đối với nơtron?
-
A.
Kim loại nặng
-
B.
Bê tông
-
C.
Cadimi
-
D.
Than chì
Đáp án : D
Than chì đóng vai trò chất làm chậm tốt nhất đối với notron
Phát biểu nào sau đây là không đúng ?
-
A.
Nhà máy điện nguyên tử chuyển năng lượng của phản ứng hạt nhân thành năng lượng điện.
-
B.
Phản ứng nhiệt hạch không thải ra chất phóng xạ làm ô nhiễm môi trường.
-
C.
Trong nhà máy điện nguyên tử, phản ứng dây chuyền xảy ra ở mức tới hạn.
-
D.
Trong lò phản ứng hạt nhân các thanh Urani phải có khối lượng nhỏ hơn khối lượng tới hạn.
Đáp án : D
Vận dụng lí thuyết về phản ứng phân hạch - nhiệt hạch
A, B, C - đúng
D - sai vì: Khối lượng \({}_{92}^{235}U\) phải đạt tới giá trị tối thiểu gọi là khối lượng tới hạn \({m_{th}}\).
Tìm phát biểu sai về phản ứng nhiệt hạch?
-
A.
Sự kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân năng hơn cũng toả ra năng lượng.
-
B.
Mỗi phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng bé hơn một phản ứng phân hạch, nhưng tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng kết hợp toả ra năng lượng nhiều hơn.
-
C.
Phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng nhiều, có bức xạ gây ô nhiễm môi trường
-
D.
Bom H là ứng dụng của phản ứng nhiệt hạch nhưng dưới dạng phản ứng nhiệt hạch không kiểm soát được
Đáp án : C
A, B, D - đúng
C- sai vì phản ứng nhiệt hạch sạch hơn so với phản ứng phân hạch vì không có bức xạ hay cặn bã phóng xạ làm ô nhiễm môi trường
Để thực hiện phản ứng nhiệt hạch, vì sao cần có điều kiện mật độ hạt nhân đủ lớn?
-
A.
Để giảm khoảng cách giữa các hạt nhân, nhằm tăng lực hấp dẫn giữa chúng làm cho các hạt nhân kết hợp được với nhau
-
B.
Để tăng cơ hội để các hạt nhân tiếp xúc và kết hợp với nhau
-
C.
Để giảm năng lượng liên kết hạt nhân với bán kính tác dụng
-
D.
Để giảm khoảng cách hạt nhân tới bán kính tác dụng
Đáp án : D
Vận dụng lí thuyết về phản ứng nhiệt hạch- phân hạch
Để thực hiện phản ứng nhiệt hạch, cần có điều kiện mật độ hạt nhân đủ lớn để giảm khoảng cách hạt nhân tới bán kính tác dụng
Năng lượng ánh sáng Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất có nguồn gốc từ
-
A.
Phản ứng phân hạch trong lòng Mặt Trời
-
B.
Phản ứng nhiệt hạch trong lòng Mặt Trời
-
C.
Các miệng núi lửa đang hoạt động trên Mặt Trời
-
D.
Hiện tượng quang phát quang ở Mặt Trời
Đáp án : B
Phản ứng nhiệt hạch: hạt nhân nhẹ kết hợp với nhau tạo thành hạt nhân nặng hơn. Điều kiện để xảy ra phản ứng nhiệt hạch là ở nhiệt độ rất cao
Năng lượng ánh sáng Mặt Trời chiếu xuống Trái Đất có nguồn gốc từ phản ứng nhiệt hạch
Trong phản ứng hạt nhân \({}_1^2H + {}_1^2H \to {}_2^3He + {}_0^1n,\)hai hạt nhân \({}_1^2H\) có động năng như nhau K1, động năng của hạt nhân \({}_2^3He\) và nơtrôn lần lượt là K2 và K3. Hệ thức nào sau đây đúng?
-
A.
2K1 ≥ K2 + K3
-
B.
2K1 ≤ K2 + K3
-
C.
2K1 > K2 + K3
-
D.
2K1 < K2 + K3
Đáp án : D
Phản ứng nhiệt hạch: phản ứng kết hợp hai hạt nhân nhẹ tạo thành hạt nhân nặng hơn.
Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng toả năng lượng: Ks > Kt
(Kt, Ks lần lượt là tổng động năng của các hạt trước và sau phản ứng)
Phản ứng \({}_1^2H + {}_1^2H \to {}_2^3He + {}_0^1n\)là phản ứng nhiệt hạch
Đây là phản ứng toả năng lượng nên: K2 + K3 > 2K1
Do năng lượng của phản ứng nhiệt hạch tổng hợp hiđrô thành hêli (\(\alpha \)) trong lòng mặt trời nên mặt trời tỏa nhiệt, biết công suất bức xạ toàn phần của mặt trời là \({\rm{P}} = {\rm{3}},{\rm{9}}.{\rm{1}}{0^{26}}\)W. Biết rằng lượng hêli tạo ra trong một ngày là 5,33.1016 kg. Năng lượng tỏa ra khi một hạt hêli được tạo thành là:
-
A.
22,50 MeV
-
B.
26,245 MeV
-
C.
18,75 MeV
-
D.
13,6 MeV
Đáp án : B
+ Sử dụng công thức liên hệ giữa khối lượng và số hạt N = (m/A).NA
+ Công thức tính năng lượng: W = Pt
Số hạt He tạo thành trong 1 ngày \(N = \frac{{{m_{He}}{N_A}}}{4} = \frac{{5,{{33.10}^{16}}{{.10}^3}}}{4}.6,{02.10^{23}} = 8,{02.10^{42}}\) (hạt)
Năng lượng bức xạ toàn phần của Mặt Trời trong 1 ngày: W1ngày = P.t = 3,9.1026.86400 = 3,3696.1031J
Năng lượng tỏa ra khi một hạt hêli được tạo thành là: \({W_{1hat}} = \frac{{3,{{3696.10}^{31}}J}}{{8,{{02.10}^{42}}.1,{{6.10}^{ - 13}}}} = 26,25MeV\)
Mỗi phản ứng phân hạch của U235 toả ra trung bình 200 MeV. Năng lượng do 1g U235 toả ra, nếu phân hạch hết tất cả là:
-
A.
8,2.103 MJ
-
B.
82.103 MJ
-
C.
850 MJ
-
D.
8,5.103 MJ
Đáp án : B
Sử dụng công thức liên hệ giữa khối lượng và số hạt N = (m/A)NA
Mỗi phản ứng phân hạch của U235 toả ra trung bình 200 MeV
1g U235 có: N = m.NA/A = 1.6,02.1023/235 = 2,562.1021 nguyên tử
Khi đó năng lượng do 1g U235 toả ra, nếu phân hạch hết tất cả là: 200.N = 82.103 MJ
Bom nhiệt hạch dùng làm phản ứng \(D{\rm{ }} + {\rm{ }}T \to He{\rm{ }} + {\rm{ }}n{\rm{ }} + {\rm{ }}18MeV\) Nếu có 1kmol He tạo thành thì năng lượng tỏa ra là: (khối lượng nguyên tử đã biết)
-
A.
23,5.1014J
-
B.
28,5.1014J
-
C.
25,5.1014J
-
D.
17,34.1014 J
Đáp án : D
Sử dụng công thức tính số hạt chứa trong n (mol) nguyên tử N = n.NA
1kmol He chứa: N = n.NA = 103.6,02.1023 = 6,02.1026 nguyên tử He
Theo bài cho, 1 hạt nhân He tạo thành toả năng lượng 18MeV
1kmol He tạo thành thì năng lượng tỏa ra là : Q = 18.6,02.1026 = 1,0836.1028 MeV = 17,34.1014 J
Tàu ngầm hạt nhân là một loại tàu ngầm vận hành nhờ sử dụng năng lượng của phản ứng hạt nhân. Nguyên liệu thường dùng là U235. Mỗi phân hạch của hạt nhân U235 tỏa ra năng lượng trung bình là 200 MeV. Hiệu suất của lò phản ứng là 25%. Nếu công suất của lò là 400 MW thì khối lượng U235 cần dùng trong một ngày xấp xỉ bằng
-
A.
1,75 kg
-
B.
2,59 kg
-
C.
1,69 kg
-
D.
2,67 kg
Đáp án : C
+ Sử dụng công thức liên hệ giữa số hạt và khối lượng N = (m/A)NA
+ Hiệu suất: H = Pci/Ptp
+ Năng lượng hạt nhân của lò phản ứng cung cấp cho tàu ngầm vận hành trong một ngày: W = P.t = 400.106.86400 = 3,456.1013J
+ Do hiệu suất của lò đạt 25% nên năng lượng của mỗi phân hạch cung cấp là:
\(\Delta {\rm{W}} = 200.0,25 = 50MeV = {8.10^{ - 12}}J\)
+ Số phân hạch cần xảy ra để có năng lượng W là: \(N = \frac{{\rm{W}}}{{\Delta {\rm{W}}}} = 4,{32.10^{24}}\)
+ Cứ một phân hạch cần 1 hạt U235 số hạt U235 dùng trong 1 ngày là: N = 4,32.1024 hạt
+ Lại có: \(N = \frac{m}{A}.{N_A} \Rightarrow m = \frac{{N.A}}{{{N_A}}} = \frac{{4,{{23.10}^{24}}.235}}{{6,{{02.10}^{23}}}} \approx 1686,4g = 1,69kg\)
Cho phản ứng phân hạch của Urani 235: \({}_{92}^{235}U + {}_0^1n \to {}_{42}^{95}Mo + {}_{57}^{139}La + 2{}_0^1n\). Biết khối lượng các hạt nhân: mU = 234,99u; mMo = 94,88u; mLa = 138,87u; mn = 1,0087u. Hỏi năng lượng tỏa ra khi 1 gam U phân hạch hết sẽ tương đương với năng lượng sinh ra khi đốt cháy bao nhiêu kg xăng? Biết rằng mỗi kg xăng cháy hết tỏa năng lượng 46.106 J.
-
A.
20 kg
-
B.
1720 kg
-
C.
1820 kg
-
D.
1920 kg
Đáp án : D
+ Công thức tính năng lượng toả ra của phản ứng: ∆E = (mt – ms)c2
(mt, ms lần lượt là tổng khối lượng của các hạt trước và sau phản ứng)
+ Công thức liên hệ giữa số hạt và khối lượng: N = (m/A)NA
Năng lượng toả ra khi 1 hạt U phân hạch là:
\(\Delta E = \left[ {\left( {{m_U} + {m_n}} \right) - \left( {{m_{Mo}} + {m_{La}} + 2{m_n}} \right)} \right]{c^2} = \left( {234,99 - 94,88 - 138,87 - 1,0087} \right)u{c^2} = 0,2313.931,5 = 215,5\,MeV\)
1 (g) U235 chứa: \(N = \frac{m}{A}{N_A} = \frac{1}{{235}}.6,{02.10^{23}} = 2,{56.10^{21}}\)hạt
1 gam U phân hạch hết toả năng lượng: \(E = N.\Delta E = 5,{52.10^{23}}MeV = 8,{832.10^{10}}J\)
Lượng xăng cần sử dụng là: \(m = \frac{{8,{{832.10}^{10}}}}{{{{46.10}^6}}} = 1920kg\)
Một tàu phá băng công suất 16MW. Tàu dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân U235. Trung bình mỗi phân hạch tỏa ra 200 MeV. Nhiên liệu dùng trong lò là U làm giàu đến 12,5% (tính theo khối lượng). Hiệu suất của lò là 30%. Hỏi nếu tàu làm việc liên tục trong 3 tháng thì cần bao nhiêu kg nhiên liệu (coi mỗi ngày làm việc 24 giờ, 1 tháng tính 30 ngày)
-
A.
40,47 kg
-
B.
80,9 kg
-
C.
10,11 kg
-
D.
24,3 kg
Đáp án : A
+ Công thức liên hệ giữa khối lượng và số hạt: N = (m/A)NA
+ Hiệu suất: H = Pci/Ptp
+ Năng lượng tàu sử dụng trong 1 ngày: \({\rm{W}} = P.t = {16.10^6}.86400 = 1,{3824.10^{12}}J\)
+ Do hiệu suất của lò là 30% nên năng lượng của mỗi phân hạch cung cấp là:
\(\Delta {\rm{W}} = 200.0,3 = 60MeV = 9,{6.10^{ - 12}}J\)
+ Số phân hạch cần xảy ra để có năng lượng W là: \(N = \frac{{\rm{W}}}{{\Delta {\rm{W}}}} = 1,{44.10^{23}}\)
+ Cứ một phân hạch cần 1 hạt U235 số hạt U235 dùng trong 1 ngày là: NU = N = 1,44.1023 hạt
+ Khối lượng U cần dùng trong 1 ngày: \({N_U} = \frac{{{m_U}}}{A}.{N_A} \Rightarrow {m_U} = \frac{{{N_U}.A}}{{{N_A}}} = \frac{{1,{{44.10}^{23}}.235}}{{6,{{02.10}^{23}}}} = 56,2126g\).
+ Nhiên liệu dùng trong lò là U làm giàu đến 12,5% (tính theo khối lượng) Khối lượng nhiên liệu cần dùng trong 1 ngày: \({m_{nl}} = \frac{{{m_U}}}{{12,5\% }} = 449,7g\)
+ Khối lượng nhiên liệu cần dùng trong 3 tháng là: 449,7.90 = 40,47kg
Biết \({}^{235}U\) có thể bị phân hạch theo phản ứng sau: \({}_{0}^{1}n+{}_{92}^{235}U\to {}_{53}^{139}I+{}_{39}^{94}Y+3{}_{0}^{1}n\) . Khối lượng của các hạt tham gia phản ứng: mU = 234,99332u; mn = 1,0087u; mI = 138,8970u; mY = 93,89014u; 1uc2 = 931,5MeV. Nếu có một lượng hạt nhân U235 đủ nhiều, giả sử ban đầu ta kích thích cho 1010 hạt U235 phân hạch theo phương trình trên và sau đó phản ứng dây chuyền xảy ra trong khối hạt nhân đó với hệ số nhân notron là k = 2. Coi phản ứng không phóng xạ gamma. Năng lượng tỏa ra sau 5 phân hạch dây chuyền đầu tiên (kể cả phân hạch kích thích ban đầu) là
-
A.
5,45.1013MeV
-
B.
8,79.1012MeV
-
C.
175,85MeV
-
D.
21,27.1013MeV
Đáp án : A
Năng lượng tỏa ra trong phản ứng hạt nhân: E = (m0 – m)c2 = (m0 – m).931,5 MeV mới m0 và m là tổng khối lượng hạt nhân trước và sau phản ứng.
Hệ số nhân nơ tron là só notron tiếp tục gây ra phân hạch sau mỗi phản ứng
Năng lượng tỏa ra sau mỗi phân hạch:
ΔE = (mU + mn – mI – mY – 3mn)c2 = 0,18878uc2 = 175,85MeV
Khi 1 phân hạch kích thích ban đầu sau 5 phân hạch dây chuyền, số phân hạch xảy ra là:
1 + 2 + 4 + 8 + 16 = 31
Số phân hạch sau 5 phân hạch dây chuyền từ 1010 phân hạch ban đầu là N = 31.1010
Năng lượng tỏa ra là: E = 31.1010ΔE = 5,45.1013MeV
Một nhà máy điện nguyên tử dùng 235U phân hạch tỏa ra 200MeV. Hiệu suất của nhà máy là 30%. Nếu công suất của nhà máy là 1920MW thì khối lượng 235U cần dùng trong một ngày:
-
A.
0,6744kg
-
B.
1,0502kg
-
C.
2,5964kg
-
D.
6,7455kg
Đáp án : D
Công thức liên hệ giữa khối lượng và số hạt: \(N = \frac{m}{A}.{N_A}\)
Đáp án D
- Hiệu suất: \(H = \frac{A}{Q}.100\% \)
- Năng lượng của nhà máy tạo ra trong một ngày: \(A = Pt = {1920.10^6}.86400 = 1,{0368.10^{27}}\left( {MeV} \right)\)
- Năng lượng tổng cộng của U235 phân hạch toả ra trong một ngày:
\(Q = \frac{{A.100}}{H} = \frac{{1,{{0368.10}^{27}}.100}}{{30}} = 3,{456.10^{27}}\left( {MeV} \right)\)
- Số phân hạch = số hạt nhân U235: \(N = \frac{Q}{{200}} = \frac{{3,{{456.10}^{27}}}}{{200}} = 1,{728.10^{25}}\)
=> Khối lượng U235 cần dùng trong 1 ngày: \(m = \frac{{1,{{728.10}^{25}}.235}}{{6,{{02.10}^{23}}}} = 6745,5g = 6,7455kg\)
Xét phản ứng: $_1^2{\text{H}} + _1^2{\text{H}} \to {\text{ }}_2^3{\text{He}} + _0^1{\text{n}}$. Xác định năng lượng tỏa ra bởi phản ứng đó (tính ra MeV và ra J). Cho biết khối lượng của các hạt nhân $_1^2{\text{H;}}_2^3{\text{He}};_0^1{\text{n}}$ lần lượt là: 2,0135 u; 3,0149 u ; 1,0087 u
-
A.
5,07.10-13 J
-
B.
5,07.10-15 J
-
C.
3,07.10-13 J
-
D.
3,07.10-15 J
Đáp án : A
Phương pháp:
Công thức tính năng lượng toả: ${{\text{W}}_t} = \left( {{m_t} - {m_s}} \right){c^2}$
Trong đó : + mt là tổng khối lượng của những hạt nhân trước phản ứng
+ m là tổng khối lượng của những hạt nhân sau phản ứng
Đáp án A
Cách giải:
a) Xét phản ứng: $_1^2{\text{H}} + _1^2{\text{H}} \to {\text{ }}_2^3{\text{He}} + {\text{ }}_0^1{\text{n}}$
Năng lượng toả ra bởi phản ứng:
$\eqalign{
& {W_{toa}}\; = \left( {{m_H} + {m_H} - {m_{He}} - {m_n}} \right){{\rm{c}}^2}{\rm{ = }}\left( {2,0135u + 2,0135u - 3,0149u - 1,0087u} \right){{\rm{c}}^2} \cr
& {{\rm{W}}_{toa}}{\rm{ = 3}},{\rm{4}}.{\rm{1}}{{\rm{0}}^{ - 3}}.931,5MeV = {\rm{3}},1671MeV = 3,1671.1,{6.10^{ - 13}}\;J \approx 5,{07.10^{ - 13}}J \cr} $
Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân $2{}_{1}^{2}D\to {}_{Z}^{A}X+{}_{0}^{1}n$. Biết độ hụt khối của hạt nhân ${}_{1}^{2}D$ là 0,0024u, của hạt nhân X là 0,0083u. Lấy 1u = 931 MeV/c2. Năng lượng toả ra khi tổng hợp hết 1g ${}_{1}^{2}D$ là
-
A.
3,26 MeV.
-
B.
6,52 MeV.
-
C.
9,813.1023 MeV.
-
D.
4,906.1023 MeV.
Đáp án : D
Năng lượng toả ra của một phản ứng là: E = (∆ms - ∆mt).c2
Số hạt nhân trong 1g: $n=\frac{m}{A}.{{N}_{A}}$
Năng lượng tỏa ra: $\sum{E}=E.n$
Nhận xét: mỗi phương trình sử dụng 2 hạt nhân D
Năng lượng toả ra của một phản ứng là:
E = (−2ΔmD + mX).c2 = (−2.0,0024 + 0,0083).931 = 3,2585 MeV
1g D có số hạt nhân D là: $N=\frac{1}{2}{{N}_{A}}$
Vậy phản ứng tổng hợp hết 1g D thì năng lượng tỏa ra là:
$\sum{E}=E.\frac{N}{2}=3,2585.\frac{0,5}{2}.6,{{023.10}^{23}}=4,{{906.10}^{23}}\,MeV$
Luyện tập và củng cố kiến thức Tổng hợp bài tập hạt nhân nguyên tử (phần 1) Vật lí 12 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Tổng hợp bài tập hạt nhân nguyên tử (phần 2) Vật lí 12 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Tổng hợp bài tập về phóng xạ Vật lí 12 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 37. Phóng xạ Vật lí 12 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Tổng hợp bài tập xác định động năng, vận tốc, góc của các hạt Vật lí 12 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 36. Phản ứng hạt nhân Vật lí 12 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 36. Năng lượng liên kết của hạt nhân Vật lí 12 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết
Luyện tập và củng cố kiến thức Bài 35. Tính chất và cấu tạo hạt nhân Vật lí 12 với đầy đủ các dạng bài tập trắc nghiệm có đáp án và lời giải chi tiết