Trong phản ứng phân hạch hạt nhân, những phần tử nào sau đây có đóng góp năng lượng lớn nhất khi xảy ra phản ứng ?
A. Động năng của các nơtron.
B. Động năng của các prôtôn.
C. Động năng của các mảnh.
D. Động nănẹ của các êlectron.
Trong phản ứng phân hạch hạt nhân, những phần tử nào sau đây có được năng lượng lớn nhất khi xảy ra phản ứng?
A. Động năng cùa các nơtron
B. Động năng của các prôtôn
B. Động năng của các prôtôn
D. Động năng của các êlectron
Năng lượng toả ra trong phản ứng nhiệt hạch lớn hơn năng lượng toả ra trong phản ứng phân hạch vì
A. phản ứng nhiệt hạch xảy ra ở nhiệt độ rất cao.
B. mỗi phản ứng nhiệt hạch toả ra một năng lượne lớn hơn năng lượng mà mỗi phán ứng phân hạch toả ra.
C. cùng một lượng nhiên liệu của phản ứng nhiệt hạch toả ra một nănr lượng lớn hơn năng lượng mà cùng một lượng nhiên liệu của phản ứng phân hạch toả ra.
D. các hạt nhân tham gia vào phản ứng nhiệt hạch "nhẹ" hơn các hạt nhài tham gia vào phản ứng phân hạch.
Một lò phản ứng hạt nhân hoạt động bằng nhiên liệu urani được làm giàu. Bên trong lò xảy ra phản ứng phân hạch dây chuyền: mỗi hạt nhân urani hấp thụ một nơtron chậm để phân hạch và giải phóng năng lượng 200MeV đồng thời sinh ra các hạt nơtron để tiếp tục gây nên phản ứng. Xem rằng các phản ứng phân hạch diễn ra đồng loạt. Ban đầu, lò hoạt động với công suất P ứng với số urani phân hạch trong mỗi loạt là 1 , 5625 . 10 14 hạt. Để giảm công suất của lò phản ứng còn P ' = 0 , 34 P người ta điều chỉnh các thanh điều khiến để hệ số nhân nơtron giảm từ 1 xuống còn 0,95. Coi quá trình điều chỉnh diễn ra tức thời, hiệu suất của lò phản ứng luôn bằng 1. Trong khoảng thời gian lò phản ứng giảm công suất, tổng năng lượng sinh ra từ các phản ứng phân hạch có giá trị gần giá trị nào sau đây nhất
A. 74153J
B. 62731J
C. 49058J
D. 79625J
Đáp án B
Theo đề, sau n chuỗi phản ứng công suất của lò chỉ còn 34% với hệ số nhân notron là 0,95 nên:
- số phản ứng đã xảy ra:
- Năng lượng tỏa ra từ các phân hạch trong thời gian lò giảm công suất là:
Dùng hạt α có động năng 5,50 MeV bắn vào hạt nhân đứng yên gây ra phản ứng:
Phản ứng này thu năng lượng 2,64 MeV và không kèm theo bức xạ gamma.Lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của chúng. Khi hạt nhân X bay ra theo hướng lệch với hướng chuyển động của hạt một góc lớn nhất thì động năng của hạt nơtron α gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 1,83 MeV.
B. 2,19 MeV.
C. 1,95 MeV
D. 2,07 MeV.
Đáp án B
Phương pháp: Áp dụng định luật bảo toàn động năng và động lượng
Cáchgiải: Đáp án B
Ta có
giản đồ vecto
gọi b là góc hợp bởi hướng lệch của hạt X so với hướng chuyển động của hạt α ta có
Dùng hạt α có động năng 5,00 MeV bắn vào hạt nhân đứng yên gây ra phản ứng: Phản ứng
này thu năng lượng 1,21 MeV và không kèm theo bức xạ gamma. Lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của chúng. Khi hạt nhân X bay ra theo hướng lệch với hướng chuyển động của hạt một góc lớn nhất thì động năng của hạt có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 2,96 MeV.
B. 2,58 MeV
C. 2,75 MeV.
D. 2,43 MeV.
Đáp án A
Ta có
Vẽ giản đồ véc tơ
gọi b là góc hợp bởi hướng lệch của hạt X so với hướng chuyển động của hạt α ta có
Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân B 4 9 e đang đứng yên. Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt α . Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn và có động năng 4 MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này bằng:
A. 3,125 MeV
B. 4,225 MeV
C. 1,145 MeV
D. 2,125 MeV
Đáp án D
Theo định luật bảo toàn số khối ta có X có khối lượng 6u
Vì hạt α bay ra có phương vuông góc với p ban đầu, áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho ta
P X 2 = P α 2 + P P 2 ; mà ta cũng có p 2 = 2 m K nên m X K X = m α K α + m P K P ⇒ K X = 3 , 575
Từ định luật bảo toàn năng lượng toàn phần và định nghĩa năng lượng tỏa ra ta có năng lượng tỏa ra
W t = K X + K α − K P = 3 , 575 + 4 − 5 , 45 = 2 , 125 M e V
Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân B 4 9 e đang đứng yên. Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt α . Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn và có động năng 4 MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này bằng:
A. 3,125 MeV
B. 4,225 MeV
C. 1,145 MeV
D. 2,125 MeV
Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân B 4 9 e đang đứng yên. Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt α . Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn và có động năng 4 MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này bằng
A. 3,125 MeV
B. 4,225 MeV
C. 1,145 MeV
D. 2,125 MeV
Đáp án D
Theo định luật bảo toàn số khối ta có X có khối lượng 6u.
Vì hạt bay ra có phương vuông góc với p ban đầu, áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho ta
P x 2 = P α 2 + P P 2 ; mà ta cũng có p 2 = 2 m k nên
m X K x = m α K α + m P K P ⇒ K X = 3 , 575
Từ định luật bảo toàn năng lượng toàn phần và định nghĩa năng lượng tỏa ra ta có năng lượng tỏa ra
W t = K X + K α - K P = 3 , 575 + - 5 , 45 = 2 , 125 M e V
Dùng một proton có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân đang đứng yên.
Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt α. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của hạt proton và có động năng 4,0 MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này bằng
A. 1,145 MeV
B. 2,125 MeV
C. 4,225 MeV
D. 3,125 MeV
Đáp án C
Phương pháp:
Sử dụng định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích để viết phương trình phản ứng.
Sử dụng định luật bảo toàn động lượng trong phản ứng hạt nhân.
Công thức liên hê ̣giữa động lượng và động năng: p 2 = 2mK
Công thức tính năng lượng toả ra của phản ứng: ∆E = (mt – ms)c2 = Ks - Kt
(Kt, Ks lần lượt là tổng động năng của các hạt trước vàsau phản ứng)
Cáchgiải
+ PT phản ứng:
+ Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:
ta biểu diễn bằng hình vẽ sau
Từ hình vẽ ta có:
Năng lượng tỏa ra của phản ứng :