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
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.
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 prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân Be 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.
\(_1^1p + _4^9Be \rightarrow _2^4He + _3^6X\)
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng \(\overrightarrow P_p+0 =\overrightarrow P_{He}+ \overrightarrow P_{X} \)(hạt nhân Be đứng yên)
Dựa vào hình vẽ ta có
\(P_{p}^2+ P_{He}^2 = P_X^2\)
=> \(2m_{p}K_{p}+2m_{He} K_{He} = 2m_{X}K_{X}. \)
=> \(K_{p}+4K_{He} = 6K_{X} => K_X = 3,575MeV.\)
Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần (hạt nhân Be đứng yên)
\(K_{p}+m_{p}c^2+m_{Be}c^2 = K_{He} + m_{He}c^2+ K_{X}+m_{X}c^2\)
=> \((m_p-m_{He}-m_{X})c^2= K_{He}+K_X-K_p= 2,125MeV\)
Như vậy năng lượng tỏa ra của phản ứng chính bằng hiệu động năng của các hạt sau phản ứng cho động năng của các hạt trước phản ứng và bằng 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 hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Tính năng lượng toả ra trong phản ứng này theo đơn vị MeV.
Ta có phản ứng hạt nhân
hạt nhân X là hạt nhân Liti. Theo định luật bảo toàn động lượng
Vì phương của vận tốc hạt α vuông góc với phương vận tốc của hạt proton nên ta có
Có thể viết lại hệ thức trên
Ta có
là động năng của proton
là động năng của hạt
α
là động năng hạt Li
Phương trình trên thành ra : 5,45 + 4.4 = 6 W đ L i
Ta tính được động năng của hạt nhân Li là W đ L i = 3,575 MeV.
Tổng động năng của các hạt trước phản ứng là 5,45 MeV ; còn tổng động năng của các hạt sau phản ứng là 4 + 3,575 = 7,575 MeV.
Lượng động năng dôi ra này được lấy từ độ hụt khối của các hạt nhân tham gia phản ứng. Như vậy, phản ứng này đã toả ra một năng lượng là :
7,575 - 5,45 = 2,125 MeV
Dùng một prôtôn có động nàng 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 hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Tính năng lượng toả ra trong phản ứng này theo đơn vị MeV.
A. 2,125 MeV.
B. 7,575 MeV.
C. 3,575 MeV.
D. 2,025 MeV.
Đáp án A
+ Vì hạt a bay ra vuông góc với hạt p ban đầu nên: Û
2
m
X
K
X
=
2
m
α
K
α
+
2
m
p
K
p
+ Áp dụng bảo toàn số khối ta được số khối của X: A X = 1 + 9 - 4 = 6
®
12
K
X
=
8
K
α
+
2
K
p
® MeV
+ DE = K X + K α - 2 K p = 3,575 + 4 - 5,45 = 2,125 MeV.
Dùng một prôtôn có động nàng 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 hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Tính năng lượng toả ra trong phản ứng này theo đơn vị MeV.
A. 2,125 MeV.
B. 7,575 MeV.
C. 3,575 MeV.
D. 2,025 MeV.
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: