Question

Biết  U 235  có thể bị phân hạch theo phản ứng sau  n +  0 1 U 92 235 → I +  53 139 Y + k 0 1 39 94 n . Khối lượng của các hạt tham gia phản ứng  m U = 234 ,99322 u ;  m n = 1 ,0087 u ;  m I = 138 ,9870 u  nếu có một lượng hạt nhân  U 235  đủ nhiều, giả sử ban đầu ta kích thích cho  10 15 hạt  U 235  phân hạch để phản ứng dây chuyền xảy ra với hệ số nhân nơtrôn là 2.  Năng lượng tỏa ra sau 19 phân hạch dây chuyền đầu tiên gần giá trị nào sau đây:

A.  175,66 MeV

B.  1,5.10 10 J

C.  1,76.10 17 MeV

D.  9,21.10 23 MeV

Answer 1

Đáp án B

n +  0 1 U 92 235 → I +  53 139 Y + k 0 1 39 94 n → k = 3: → n+  0 1 U 92 235 → I +  53 139 Y + 3 0 1 39 94 n

Năng lượng tỏa ra sau mỗi phân hạch:

Δ E =  m U + m n − m I − m Y − 3 m n c 2 = 0,18878 uc 2 = 175,84857 MeV=175,85MeV

Khi 1 phân hạch kích thích ban đầu sau 19 phân hạch dây chuyền số phân hạch xảy ra là:

2 0 + 2 + 2 2 + ... + 2 18 = 1 − 2 19 1 − 2 = 524287

Do đó số phân hạch sau 19 phân hạch dây chuyền từ 10 15  phân hạch ban đầu:  N = 524287.10 15 ≈ 5,24.10 20

Năng lượng tỏa ra sau 19 phân hạch là: 

E = N. Δ E=5,24.10 20 .175,85=921.10 20 MeV=9,21.10 22 MeV ≈ 1,5.10 10 J