Bùi Khánh Thu
Member
- Xu
- 25,443
Năng lượng của các phản ứng hạt nhân đã tạo nên một nguồn năng lượng mới cho nhân loại. Những phản ứng hạt nhân nào đã được sử dụng? Cùng tìm hiểu bài 38: Phản ứng phân hạch
Bài 1 (trang 203 SGK Vật Lý 12): Hãy nêu lên các điều kiện để phản ứng nhiệt hạch có thể xảy ra.
Lời giải:
Điều kiện để phản ứng nhiệt hạch có thể xảy ra là :
- Nhiệt độ cao khoảng 100 triệu độ
- Mật độ hạt nhân trong plasma phải đủ lớn.
- Thời gian duy trì trạng thái plasma ở nhiệt độ cao 100 triệu đô phải đủ lớn.
Bài 2 (trang 203 SGK Vật Lý 12): So sánh (định tính) phản ứng nhiệt hạch và phản ứng phân hạch về các đặc điểm :
a) nhiên liệu phản ứng
b) điều kiện thực hiện
c) năng lượng tỏa ra ứng với cùng một khối lượng nhiên liệu
d) ô nhiễm môi trường.
Lời giải:
So sánh (định tính) phản ứng nhiệt hạch và phản ứng phân hạch
Với phản ứng nhiệt hạch ta thấy :
a. Nhiên liệu cho phản ứng dồi dào, Deteri có sẵn trong thiên nhiên, tức dễ dàng điều chế.
b. Điều kiện thực hiện khó khăn hơn : nhiệt độ rất cao.
c. Năng lượng tỏa ra với cùng một khối lượng nhiên liệu thì lớn hơn : năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1g heli gấp 10 lần năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1g Urani.
d. Ô nhiễm môi trường tái sản phẩm cuối cùng của phản ứng nhiệt hạch không có tính phóng xạ nên không gây ô nhiễm môi trường.
Bài 3 (trang 203 SGK Vật Lý 12): Trên một số sao người ta tìm thấy các hạt nhân cacbon có vai trò xuất phát điểm của một chuỗi phản ứng tổng hợp (được gọi là chu trình CNO). Hãy hoàn chỉnh các phản ứng đó.
Lời giải:
Các phản ứng tổng hợp
Bài 4 (trang 203 SGK Vật Lý 12): Xét phản ứng:
a) Xác định năng lượng tỏa ra bởi phản ứng đó (tính ra MeV và ra J)
b) Tính khối lượng đơteri cần thiết để có thể thu được năng lượng nhiệt hạch tương đương với năng lượng tỏa ra khi đốt 1 kg than.
Cho biết:
Năng lượng tỏa ra khi đốt 1 kg than là 30000kJ.
Lời giải:
a) Năng lượng tỏa ra:
W = (mH + mH - mHe – mn).c2 = (2,0135u + 2,0135u - 3,0149u - 1,0087u).c2
= 3,4.10-3.u.c2 = 3,4.10-3.931,5MeV = 3,1671 MeV
= 3,1671.1,6.10-13 J = 5,07.10-13 (J)
b) Mỗi phản ứng cần 2 hạt
và cho ra 1 hạt
Đốt 1 kg than cho năng lượng là: E = 3.107J tương đương với năng lượng tỏa ra bởi N phản ứng (cần hết 2N hạt
)
Khối lượng đơteri tổng cộng phải cần đến là:
Tổng kết: Tóm lại, phản ứng phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn.
Bài 38: Phản ứng phân hạch
Bài 1 (trang 203 SGK Vật Lý 12): Hãy nêu lên các điều kiện để phản ứng nhiệt hạch có thể xảy ra.
Lời giải:
Điều kiện để phản ứng nhiệt hạch có thể xảy ra là :
- Nhiệt độ cao khoảng 100 triệu độ
- Mật độ hạt nhân trong plasma phải đủ lớn.
- Thời gian duy trì trạng thái plasma ở nhiệt độ cao 100 triệu đô phải đủ lớn.
Bài 2 (trang 203 SGK Vật Lý 12): So sánh (định tính) phản ứng nhiệt hạch và phản ứng phân hạch về các đặc điểm :
a) nhiên liệu phản ứng
b) điều kiện thực hiện
c) năng lượng tỏa ra ứng với cùng một khối lượng nhiên liệu
d) ô nhiễm môi trường.
Lời giải:
So sánh (định tính) phản ứng nhiệt hạch và phản ứng phân hạch
Với phản ứng nhiệt hạch ta thấy :
a. Nhiên liệu cho phản ứng dồi dào, Deteri có sẵn trong thiên nhiên, tức dễ dàng điều chế.
b. Điều kiện thực hiện khó khăn hơn : nhiệt độ rất cao.
c. Năng lượng tỏa ra với cùng một khối lượng nhiên liệu thì lớn hơn : năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1g heli gấp 10 lần năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1g Urani.
d. Ô nhiễm môi trường tái sản phẩm cuối cùng của phản ứng nhiệt hạch không có tính phóng xạ nên không gây ô nhiễm môi trường.
Bài 3 (trang 203 SGK Vật Lý 12): Trên một số sao người ta tìm thấy các hạt nhân cacbon có vai trò xuất phát điểm của một chuỗi phản ứng tổng hợp (được gọi là chu trình CNO). Hãy hoàn chỉnh các phản ứng đó.
Lời giải:
Các phản ứng tổng hợp
Bài 4 (trang 203 SGK Vật Lý 12): Xét phản ứng:
a) Xác định năng lượng tỏa ra bởi phản ứng đó (tính ra MeV và ra J)
b) Tính khối lượng đơteri cần thiết để có thể thu được năng lượng nhiệt hạch tương đương với năng lượng tỏa ra khi đốt 1 kg than.
Cho biết:
Năng lượng tỏa ra khi đốt 1 kg than là 30000kJ.
Lời giải:
a) Năng lượng tỏa ra:
W = (mH + mH - mHe – mn).c2 = (2,0135u + 2,0135u - 3,0149u - 1,0087u).c2
= 3,4.10-3.u.c2 = 3,4.10-3.931,5MeV = 3,1671 MeV
= 3,1671.1,6.10-13 J = 5,07.10-13 (J)
b) Mỗi phản ứng cần 2 hạt
Đốt 1 kg than cho năng lượng là: E = 3.107J tương đương với năng lượng tỏa ra bởi N phản ứng (cần hết 2N hạt
Khối lượng đơteri tổng cộng phải cần đến là:
Tổng kết: Tóm lại, phản ứng phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn.
