Bài tập phản ứng phân hạch phản ứng nhiệt hạch ( hay)

BÀI TẬP PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH

BÀI TẬP TỰ LUẬN

Bài :1/ Một phản ứng phân hạch của U²³⁵ là: \(_{92}^{235}\textrm{U} +n\rightarrow _{42}^{95}\textrm{Mo} +_{57}^{139}\textrm{La} +2n\). Cho: m_n = 1,0087u, m_Mo = 94,88u, m_La = 138,87u, m_U = 234,99u.

a,Tính năng lượng tỏa ra từ một phân hạch.

b, Tính năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1g U²³⁵. Tính khối lượng xăng tương đương biết năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46.10⁶ J/kg

Cho: m_D = 2,01410u, m_T = 3,01605u, m_p = 1,00783u, m_n = 1,0087u, m_He³ = 3,01603u, m_He⁴ = 4,0026u.

Bài :3/ Bom nhiệt hạch dùng phản ứng: \(_{1}^{2}\textrm{D} +_{1}^{3}\textrm{T} \rightarrow _{2}^{4}\textrm{He} +n\)

a,Tính năng lượng tỏa ra nếu có 1 kmol He được tạo thành do vụ nổ.

b, Năng lượng nói trên tương đương với lượng thuốc nổ TNT là bao nhiêu? Cho biết năng suất tỏa nhiệt của TNT là 4,1 kJ/ kg.

Bài :4/ Trong phản ứng phân hạch hạt nhân \(_{92}^{235}\textrm{U}\) , năng lượng trung bình tỏa ra khi phân hạch một hạt nhân là 200MeV.

a, Tính năng lượng tỏa ra trong quá trình phân hạch hạt nhân của 1kg urani trong lò phản ứng.

b, Cần phải đốt một lượng than bằng bao nhiêu để có được lượng nhiệt như trên, biết năng suất tỏa nhiệt của than 2,93.10⁷ J/kg.

Bài :5/ Coi như mỗi phân hạch của hạt nhân U²³⁵ giải phóng năng lượng 200MeV. Xác định khối lượng U²³⁵ bị phân hạch khi nổ một quả bom nguyên tử với 30 kilôtấn thuốc nổ tôlit ( TNT ) nếu đương lượng nhiệt của tolit bằng 4,1kJ/kg.

Bài :6/ Dùng nơ tron bắn phá hạt nhân \(_{92}^{235}\textrm{U}\) ta thu được phản ứng sau:  \(_{92}^{235}\textrm{U} +n\rightarrow _{42}^{95}\textrm{Mo} +_{57}^{139}\textrm{La} +2n + 7 \beta ^{-}\)

a, Cho m_n=1,0087u;m_Mo=94,88u;m_U=234,99u;m_La=138,87u

b, Tính năng lượng do một phân hạch tạo ra.

c,  \(_{92}^{235}\textrm{U}\) có thể phân hạch theo nhiều cách khác nhau, nếu lấy kết quả ở câu a làm giá trị trung bình của năng lượng tỏa ra trong một phân hạch thì 10 gam \(_{92}^{235}\textrm{U}\) phân hạch hoàn toàn tạo ra bao nhiêu năng lượng. 

Bài :7/  Cho phản ứng hạt nhân: \(_{1}^{3}\textrm{T} + _{Z}^{A}\textrm{X} \rightarrow _{2}^{4}\textrm{He}\)+n+17,6MeV(1)

a)Xác định hạt X,viết phương trình phản ứng hạt nhân.

b)Tính năng lượng tỏa ra từ phản ứng 1 khi tổng hợp được 1 gam heli.

c) cần phải đốt 1 lượng than bằng bao nhiêu để có nhiệt lượng tương đương? Cho năng suất tỏa nhiệt của than 2,93.10⁷ J/kg.

TRẮC NGHIỆM

Câu: 1/ (TN2014): Phản ứng phân hạch

  A. chỉ xãy ra ở nhiệt độ rất cao cỡ hàng chục triệu độ

  B. là sự vỡ của một hạt nhân nặng thành hai hạt nhân nhẹ hơn

  C. là phản ứng trong đó hai hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành hạt nhân nặng hơn

  D. là phản ứng hạt nhân thu năng lượng

Câu: 2/(TN2011): Khi một hạt nhân \(_{92}^{235}\textrm{U}\) bị phân hạch thì tỏa ra năng lượng 200 MeV. Cho số A-vô-ga-đrô N_A = 6,02.10²³ mol^-1. Nếu 1g \(_{92}^{235}\textrm{U}\)  bị phân hạch hoàn toàn thì năng lượng tỏa ra xấp xỉ bằng

  A. 5,1.10¹⁶ J.               B. 8,2.10¹⁰ J.                 C. 5,1.10¹⁰ J.               D. 8,2.10¹⁶J.

Câu: 3/(CĐ2007): Xét một phản ứng hạt nhân: H₁² + H₁² → He₂³ + n₀¹ . Biết khối lượng của các hạt nhân H₁² M_H = 2,0135u; m_He = 3,0149u; m_n = 1,0087u; 1 u = 931 MeV/c². Năng lượng phản ứng trên toả ra là

  A. 7,4990 MeV            B. 2,7390 MeV             C. 1,8820 MeV             D. 3,1654 MeV

Câu: 4/(CĐ2010): Cho phản ứng hạt nhân \(_{1}^{3}\textrm{H} + _{1}^{2}\textrm{H} \rightarrow _{2}^{4}\textrm{He} + _{0}^{1}\textrm{n} +17,6 MeV\). Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 g khí heli xấp xỉ bằng

  A. 4,24.10⁸J.                B. 4,24.10⁵J.                  C. 5,03.10¹¹J.             D. 4,24.10¹¹J.

Câu: 5/(CĐ2013): Một lò phản ứng phân hạch có công suất 200 MW. Cho rằng toàn bộ năng lượng mà lò phản ứng này sinh ra đều do sự phân hạch của ²³⁵U và đồng vị này chỉ bị tiêu hao bởi quá trình phân hạch. Coi mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200 MeV; số A-vô-ga-đrô N_A = 6,02.10²³ mol^-1. Khối lượng ²³⁵U mà lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là

  A. 461,6 g.                   B. 461,6 kg.                   C. 230,8 kg.                D. 230,8 g.

Câu: 6/(ÐH2009): Cho phản ứng hạt nhân: \(_{1}^{3}\textrm{H} + _{1}^{2}\textrm{H} \rightarrow _{2}^{4}\textrm{He} + X\). Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và 1u = 931,5 MeV/c². Năng lượng tỏa ra của phản ứng xấp xỉ bằng

  A. 15,017 MeV.            B. 200,025 MeV.         C. 17,498 MeV.          D. 21,076 MeV

Câu: 7/(ĐH2012): Tổng hợp hạt nhân heli \(_{2}^{4}\textrm{He}\) từ phản ứng hạt nhân \(_{1}^{1}\textrm{H} + _{3}^{7}\textrm{Li} \rightarrow _{2}^{4}\textrm{He} + X\) . Mỗi phản ứng trên tỏa năng lượng 17,3 MeV. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 0,5 mol heli là

  A. 1,3.10²⁴ MeV.          B. 2,6.10²⁴ MeV.        C. 5,2.10²⁴ MeV.        D. 2,4.10²⁴ MeV.

Câu: 8/(CĐ2008): Phản ứng nhiệt hạch là

  A. nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời.

  B. sự tách hạt nhân nặng thành các hạt nhân nhẹ nhờ nhiệt độ cao.

  C. phản ứng hạt nhân thu năng lượng.

  D. phản ứng kết hợp hai hạt nhân có khối lượng trung bình thành một hạt nhân nặng.

Câu: 9/(CĐ2011): Phản ứng nhiệt hạch là

  A. sự kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình tạo thành hạt nhân nặng hơn.

  B. phản ứng hạt nhân thu năng lượng .

  C. phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn.

  D. phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.

Câu: 10/(ĐH2010) Phóng xạ 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.

Câu: 11/(ĐH2010) Phản ứng nhiệt hạch là

  A. sự kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình tạo thành hạt nhân nặng hơn.

  B. phản ứng hạt nhân thu năng lượng .

  C. phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn.

  D. phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.

Câu: 12/(ĐH2007): Phản ứng nhiệt hạch là sự

  A. kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn trong điều kiện nhiệt độ rất cao.

  B. kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình thành một hạt nhân rất nặng ở nhiệt độ rất cao.

  C. phân chia một hạt nhân nhẹ thành hai hạt nhân nhẹ hơn kèm theo sự tỏa nhiệt.

  D. phân chia một hạt nhân rất nặng thành các hạt nhân nhẹ hơn.

Câu: 13/(ÐH2009): Trong sự phân hạch của hạt nhân \(_{92}^{235}\textrm{U}\) , gọi k là hệ số nhân nơtron. Phát biểu nào sau đây là đúng?

  A. Nếu k < 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền xảy ra và năng lượng tỏa ra tăng nhanh.

  B. Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và có thể gây nên bùng nổ.

  C. Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra.

  D. Nếu k = 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra.

Câu: 14/(ĐH2012): Phóng xạ và phân hạch hạt nhân

  A. đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng 

  B. đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng

  C. đều là phản ứng tổng hợp hạt nhân          

  D. đều không phải là phản ứng hạt nhân

Câu: 15/Trường hợp nào sau đây là quá trình thu năng lượng:

  A. Phóng xạ.                                                

  B. Phản ứng phân hạch.

  C. Phản ứng nhiệt hạch.                               

  D. Bắn hạt a vào hạt nitơ thu được ôxi và p.

Câu: 16/Trong phản ứng hạt nhân dây chuyền, hệ số nhân nơtron (s) có giá trị:

  A. s > 1                         B. s < 1                        C. s = 1                           D. s ≥1

Câu: 17/Phát biểu nào sau đây là sai?

  A. Hệ số nhân nơtrôn s là số nơtrôn trung bình còn lại sau mỗi phân hạch, gây được phân hạch tiếp theo.

  B. Hệ số nhân nguồn s > 1 thì hệ thống vượt hạn, phản ứng dây chuyền không kiểm soát được, đó là trường hợp xảy ra trong các vụ nổ bom nguyên tử.

  C. Hệ số nhân nguồn s = 1 thì hệ thống tới hạn, phản ứng dây chuyền kiểm soát được, đó là trường hợp xảy ra trong các nhà máy điện nguyên tử.

  D. Hệ số nhân nguồn s < 1 thì hệ thống dưới hạn, phản ứng dây chuyền xảy ra chậm, ít được sử dụng.

Câu: 18/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.

Câu: 19/Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về phản ứng phân hạch?

  A. Tạo ra hai hạt nhân có số khối trung bình.          B. Xảy ra do sự hấp thụ nguồn chậm.

  C. Chỉ xảy ra với hạt nhân nguyên tử U²³⁵.            D. Là phản ứng tỏa năng lượng.

Câu: 20/Tìm phát biểu sai:

  A. Một phản ứng phân hạch thường tỏa nhiều năng lượng hơn một phản ứng nhiệt hạch.

  B. Với cùng lượng chất tham gia phản ứng thì năng lượng nhiệt hạch tỏa ra ít năng lượng phân hạch.

  C. Phân hạch là phản ứng phân chia hạt nhân và có tính chất dây truyền.

  D. Nhiệt hạch là phản ứng kết hợp hạt nhân trong điều kiện phải có nhiệt độ cực lớn áp suất cực cao.

Câu: 21/Tìm phát biểu đúng.

  A. Phản ứng phân hạch dây chuyền chỉ xảy ra nếu tổng khối lượng của khối chất tham gia phản ứng nhỏ hơn hoặc bằng một giá trị tới hạn nào đó (m £ m₀).

  B. Phản ứng phân hạch dây chuyền chỉ xảy ra nếu tổng khối lượng của khối chất tham gia phản ứng lớn hơn hoặc bằng một giá trị tới hạn nào đó (m < m₀).

  C. Phản ứng phân hạch dây chuyền luôn xảy ra, không phụ thuộc vào khối lượng của khối chất tham gia phản ứng.

  D. Khối lượng tới hạn của các nguyên tố hóa học khác nhau là như nhau.

Câu: 22/Độ hụt khối khi tạo thành các hạt nhân \(_{1}^{2}\textrm{D} ; _{1}^{3}\textrm{T} ; _{2}^{4}\textrm{He}\) lần lượt là: Dm_D = 0,0024u; Dm_T= 0,0087u; Dm_He = 0,0305u. Hãy cho biết phản ứng: \(_{1}^{2}\textrm{D} + _{1}^{3}\textrm{T} \rightarrow _{2}^{4}\textrm{He} + _{0}^{1}\textrm{n}\) toả hay thu bao nhiêu năng lượng? Cho u = 931 MeV/c². Chọn kết quả đúng trong các kết quả sau:

  A. Thu năng lượng: E = 18,06 eV                    B. Toả năng lượng: E = 18,06 eV

  C. Thu năng lượng: E = 18,06 MeV                D. Toả năng lượng: E = 18,06 MeV

Câu: 23/Cho phản ứng hạt nhân sau: \(_{1}^{2}\textrm{H} + _{1}^{2}\textrm{H} \rightarrow _{2}^{4}\textrm{}{He} + 3,25 MeV\) . Biết độ hụt khối của \(_{1}^{2}\textrm{H}\) là Dm_D = 0,0024u và 1u = 931 MeV/c2. Năng lượng liên kết của hạt nhân  là

  A. 7,7188 MeV           B. 77,188 MeV             C. 771,88 MeV             D. 7,7188 eV

Câu: 24/Hạt nhân triti (T) và đơteri (D) tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh ra hạt a và hạt nơtrôn. Cho biết độ hụt khối của hạt nhân triti là Dm_T = 0,0087u, của hạt nhân đơteri là Dm_D = 0,0024u, của hạt nhân a là Dm_α = 0,0305u; 1u = 931MeV/c². Năng lượng toả ra từ phản ứng trên là bao nhiêu?

  A. ΔE = 18,0614MeV.                                      B. ΔE = 38,7296MeV.  

  C. ΔE = 18,0614J.                                            D. ΔE = 38,7296J.

Câu: 25/Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân D + D →   n + X. Biết độ hụt khối của hạt nhân D và X lần lượt là 0,0024 u và 0,0083 u. Cho 1u = 931 MeV/c². Phản ứng trên toả hay thu bao nhiêu năng lượng.

  A. Toả 3,49 MeV.                                             B. Toả 3,26 MeV      

  C. Thu 3,49 MeV                                             D. Thu 3,26 MeV.

Câu: 26/Hạt triti (T) và hạt đơtriti (D) tham gia phản ứng kết hợp tạo thành hạt nhân X và notron và toả năng lượng là 18,06 MeV. Biết năng lượng liên kết riêng của T, X lần lượt là 2,7 MeV/nuclon và 7,1 MeV/nuclon thì năng lượng liên kết riêng của hạt D là:

  A. 4,12 MeV                 B. 2,14 MeV               C. 1,12 MeV                 D. 4, 21 MeV.