Câu C1 trang 288 Lý lớp 12 Nâng cao, Tính năng lượng toả ra khi 1 kg heli được tạo thành theo phản ứng (57.2) cho biết...

C1. Hãy tính năng lượng toả ra khi 1 kg heli được tạo thành theo phản ứng (57.2) cho biết ({m_alpha }) = 4,0015u. Hãy so sánh với năng lượng toả ra khi 1kg ({}^{235}U) bị phân hạch.

Giải

Xét phản ứng nhiệt hạch : ({}_1^3H + {}_1^2H o {}_2^4He + {}_0^1n + 17,5MeV)

*  Cứ 1 hạt nhân Heli được tạo thành từ phản ứng thì toả năng lượng là 17,5 MeV.

*  1 kilogam Heli gồm có số hạt là :

(N = {m over A}{N_A} Rightarrow N = {{1000} over 4}.6,{023.10^{23}} = 1,{5.10^{26}})nguyên tử Heli

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

({E_{He}} = { m{ }}1,{5.10^{26}}.17,5.1,{6.10^{ – 13}} = { m{ }}4,{2.10^{14}}left( J ight))
*  1 hạt nhân Urani ({}^{235}U) phân hạch tạo năng lượng (200 MeV)

1 kg Urani phân hạch tạo năng lượng là :

          ({E_U} = 200{N_U} = 200(MeV).{{{m_U}} over {{A_U}}}.{N_A})

                   ( = 200.1,{6.10^{ – 13}}.{{1000} over {235}}.6,{023.10^{23}} = 8,{2.10^{13}}(J))

Vậy : 1 kilogam Heli được tạo thành từ phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng lớn gấp ({{{E_{He}}} over {{E_U}}} = 5) lần năng lượng toả ra khi 1 kilogam Urani 235 bị phân hạch hoàn toàn.