Giải vật lí 12 bài 38: Phản ứng phân hạch

Hướng dẫn trả lời các câu hỏi giữa bài

Giải câu 1: Quá trình phóng xạ$\alpha $có phải là...

Quá trình phóng xạ$\alpha $có phải là phân hạch hay không?

Quá trình phóng xạ$\alpha $không phải là sự phân hạch vì hai mảnh vỡ có khối lượng khác nhau nhiều.

Giải câu 2: Tại sao không dùng proton thay cho...

Tại sao không dùng proton thay cho nơtron?

Ta dùng nơtron bắn vào hạt nhân X để hạt nhân X chuyển sang một trạng thái kích thích X*. Ta không dung proton thay cho nơtron vì proton mang điện tích dương sẽ chịu tác dụng của lực đẩy do các hạt nhân tác dụng.

Hướng dẫn trả lời các câu hỏi cuối bài

Giải câu 1: So sánh quá trình phóng xạ α và quá...

So sánh quá trình phóng xạ α và quá trình phân hạch.

So sánh quá trình phân rã và quá trình phân hạch:

Giải câu 2: Căn cứ vào độ lớn của$\frac{W_{lk}}{A}$chứng tỏ...

Căn cứ vào độ lớn của$\frac{W_{lk}}{A}$chứng tỏ rằng, quá trình phân hạch thường chỉ xảy ra đối với các hạt nhân có số nuclôn lớn hơn hay bằng 200.

Giả sử xét phản ứng phân hạch:

$_{0}^{1}\textrm{n}+_{92}^{236}\textrm{U}\rightarrow _{54}^{139}\textrm{Xe}+_{38}^{95}\textrm{Sr}+2_{0}^{1}\textrm{n}$

Ta nhận thấy các hạt sinh ra có sô khối xấp xỉ trong khoảng 50 đến 100 thì năng lượng lien kết riêng$\frac{W_{lk}}{A}$ sẽ lớn hơn $\frac{W_{lk}}{A}$ của các hạt trước phản ứng  ( có số khối lớn hơn 200 ).

Giải câu 3: Chọn câu đúng....

Chọn câu đúng.

Phần lớn năng lượng giải phóng trong phân hạch là:

A. động năng các nơtron phát ra.

B. động năng các mảnh.

C. năng lượng tỏa ra do phóng xạ của các mảnh.

D. năng lượng các photon của tia γ.

Chọn B.

Giải câu 4: Hoàn chỉnh các phản ứng:...

Hoàn chỉnh các phản ứng:

$_{0}^{1}\textrm{n}+_{92}^{235}\textrm{U}\rightarrow _{39}^{94}\textrm{Y}+_{?}^{140}\textrm{I}+x(_{0}^{1}\textrm{n})$

$_{0}^{1}\textrm{n}+_{92}^{235}\textrm{U}\rightarrow _{?}^{95}\textrm{Zn}+_{52}^{138}\textrm{Te}+x(_{0}^{1}\textrm{n})$

• $_{0}^{1}\textrm{n}+_{92}^{235}\textrm{U}\rightarrow _{39}^{94}\textrm{Y}+_{?}^{140}\textrm{I}+x(_{0}^{1}\textrm{n})$

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số nuclon:

0 + 92 = 39 + Z ⇒ Z = 53

1 + 235 = 94 + 140 + 1 ⇒ X = 2.

⇒$_{0}^{1}\textrm{n}+_{92}^{235}\textrm{U}\rightarrow _{39}^{94}\textrm{Y}+_{53}^{140}\textrm{I}+2(_{0}^{1}\textrm{n})$

•  $_{0}^{1}\textrm{n}+_{92}^{235}\textrm{U}\rightarrow _{?}^{95}\textrm{Zn}+_{52}^{138}\textrm{Te}+x(_{0}^{1}\textrm{n})$

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số nuclon:

0 + 92 = Z + 52 ⇒ Z = 40.

1 + 235 = 95 + 138 + x ⇒ x =

 $_{0}^{1}\textrm{n}+_{92}^{235}\textrm{U}\rightarrow _{40}^{95}\textrm{Zn}+_{52}^{138}\textrm{Te}+3(_{0}^{1}\textrm{n})$

Giải câu 5: Xét phản ứng phân hạch:...

Xét phản ứng phân hạch:

$_{0}^{1}\textrm{n}+_{92}^{235}\textrm{U}\rightarrow _{53}^{139}\textrm{I}+_{39}^{94}\textrm{Y}+3(_{0}^{1}\textrm{n})+\gamma$

Tính năng lượng tỏa ra khi phân hạch một hạt nhân $^{235}\textrm{U}$.

Cho biết: $^{235}\textrm{U}=234,99332 u$

$^{139}\textrm{I}=138,89700u$

$^{94}\textrm{Y}=93,897014u $

Phản ứng phân hạch:

$_{0}^{1}\textrm{n}+_{92}^{235}\textrm{U}\rightarrow _{53}^{139}\textrm{I}+_{39}^{94}\textrm{Y}+3(_{0}^{1}\textrm{n})+\gamma$

Ta có khối lượng của các hạt nhân trên là:

m_n = 1,00866u, m_U =234,99332u, m_I = 138,89700u, m_Y= 93,89014u.

Tổng khối lượng của các hạt trước tương tác là:

M₀ = m_n + m_U.

Tổng khối lượng các hạt sau tương tác là:

M = m_I + m_y + 3m_n.

Năng lượng tỏa ra khi phân hạch một hạt nhân$_{235}\textrm{U}$là:

W = ( M₀ - M )c² =[ m_n + m_u - ( m_I + m_y + 3m_n )]c²

    = ( 234,99332u + 1,00866u - 138,89700 - 93,89014u - 3.1,00866u).c²

    = 0,18886u.c² = 0,18886.931,5 = 175,923 MeV.

Giải câu 6: Tính năng lượng tỏa ra khi phân hạch...

Tính năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1kg $^{235}\textrm{U}$ Cho rằng mỗi phân hạch tỏa ra năng lượng 200MeV.

Số nguyên tử$^{235}\textrm{U}$ có trong 1 kg$^{235}\textrm{U}$là:

N =$\frac{m}{A}.N_{A}$=$\frac{10^{3}}{235}.6,023.10^{23}=2,56298.10^{24}nguyên tử$

Năng lượng tỏa ra khi phân hạch N nguyên tử là:

W = N.200 =$2,56298.10^{24}.200 = 5,126.10^{26}MeV$