Giải Bài C1 trang 288 sgk Vật Lý 12 nâng cao

Bài 57: Phản ứng nhiệt hạch

Bài C1 trang 288 sgk Vật Lý 12 nâng cao

Hãy tính năng lượng toả ra khi 1 kg heli được tạo thành theo phản ứng (57.2) cho biết m_α = 4,0015u. Hãy so sánh với năng lượng toả ra khi 1kg ²³⁵U bị phân hạch.

Lời giải:

Xét phản ứng nhiệt hạch:

Ta thấy cứ ứng với 1 hạt nhân Heli được tạo thành từ phản ứng trên thì năng lượng tỏa ra là 17,5 MeV.

Số nguyên tử Heli có trong 1 kilogam Heli là:

Năng lượng toả ra sau khi 1 kg Heli được tạo thành:

E₁ = 1,5.10²⁶.17,5.10⁶.1,6.10⁻¹⁹ = 4,2.10¹⁴(J)

Ta có: 1 hạt nhân Urani ²³⁵U phân hạch sẽ tỏa ra năng lượng 200MeV.

Số phản ứng phân hạch diễn ra khi 1kg Urani phân hạch là:

Năng lượng tạo ra khi 1 kg Urani phân hạch là:

E₂ = 200.NU = 200(MeV).2,563.10²⁴ = 512,6.10²⁴ MeV = 8,2.10¹³(J)

Vậy: 1 kilogam Heli được tạo thành từ phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng lớn gấp khoảng 5 lần năng lượng toả ra khi 1 kilogam Urani 235 bị phân hạch hoàn toàn.

Xem toàn bộ Giải bài tập Vật lý 12 nâng cao: Bài 57. Phản ứng nhiệt hạch