Bài tập file word Vật lí 12 chân trời Bài 16: Phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch và ứng dụng

1. NHẬN BIẾT (7 CÂU)

Câu 1: Em hãy nêu khái niệm của phản ứng phân hạch ?

Trả lời:

Phản ứng phân hạch là quá trình một hạt nhân nặng (thường là uranium hoặc plutonium) hấp thụ một neutron, sau đó vỡ thành hai hạt nhân nhẹ hơn, đồng thời giải phóng một số neutron và một lượng năng lượng rất lớn.

Câu 2: Em hãy trình bày cơ chế xảy ra phản ứng phân hạch ?

Trả lời:

Khi một neutron bắn vào hạt nhân nặng, nó làm cho hạt nhân trở nên không ổn định. Hạt nhân này sẽ vỡ thành hai mảnh, đồng thời giải phóng một số neutron. Các neutron này lại có thể gây ra các phản ứng phân hạch khác, tạo thành một phản ứng dây chuyền.

Câu 3: Em hãy nêu khái niệm phản ứng nhiệt hạch là gì ?

Trả lời:

Phản ứng nhiệt hạch là quá trình kết hợp hai hạt nhân nhẹ (thường là đồng vị của hydro) để tạo thành một hạt nhân nặng hơn, đồng thời giải phóng một lượng năng lượng rất lớn.

Câu 4: Em hãy nêu những điều kiện để xảy ra phản ứng nhiệt hạch ?

Trả lời:

Câu 5: Em hãy giải thích tại sao việc thực hiện phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất lại khó khăn?

Trả lời:

Câu 6: Em hãy so sánh ưu điểm và nhược điểm của các lò phản ứng hạt nhân sử dụng nhiên liệu phân hạch và nhiệt hạch ?

Trả lời :

Câu 7 : Em có thể giải thích vì sao các nhà máy điện hạt nhân thường được xây dựng ở những nơi xa dân cư ?

Trả lời :

2. THÔNG HIỂU (5 CÂU)

Câu 1: Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani U235 năng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 200MeV. Khi 1kg U235 phân hạch hoàn toàn thì toả ra năng lượng là bao nhiêu ?

Trả lời:

Câu 2: Cho rằng khi một hạt nhân urani U235 phân hạch thì tỏa ra năng lượng trung bình là 200 MeV. Lấy = 6,023.1023 mol−1 , khối lượng mol của urani U235 là 235 g/mol. Năng lượng tỏa ra khi phân hạch hết 1 kg urani U235 là bao nhiêu ?

Trả lời:

Câu 3: Phản ứng phân hạch của Urani 235 là: 

Cho biết khối lượng của các hạt nhân là: mu = 234,99u; mM0 = 94,88u; mLa = 138,87u; mn = l,01u, me » 0 và 1uc2 = 931 MeV. Năng lượng một phân hạch toả ra là bao nhiêu ?

Trả lời:

Câu 4: Trong phản úng phân hạch hạt nhân U235, năng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 214 (MeV). Tính năng lượng toả ra ừong quá trình phân hạch 1 (g) hạt nhân U235 trong lò phản ứng. Cho biết số Avôgađrô NA = 6,023.1023, 1 MeV = 1,6.10−13 (J).

Trả lời:

Câu 5: Một nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện P, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân U235 với hiệu suất H. Trung bình mỗi hạt U235 phân hạch toả ra năng lượng ΔE. Hỏi sau thời gian t hoạt động nhà máy tiêu thụ số nguyên tử U235 nguyên chất là bao nhiêu ?

Trả lời:

3. VẬN DỤNG (4 CÂU)

Câu 1: Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani U235 năng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 200MeV. Một nhà máy điện nguyên tử dùng nguyên liệu u rani, có công suất 500.000kW, hiệu suất là 20%. Lượng tiêu thụ hàng năm nhiên liệu urani là bao nhiêu ?

Trả lời:

Câu 2:  Bom nhiệt hạch dùng phản ứng:  Cho biết khối lượng của các nguyên tử và khối lượng hạt neutron lần lượt là: 2,0141 u; 3,0160 u; 4,0026 u và 1,0087 u.Tính năng lượng toả ra nếu có 1,000 kg được tạo thành do vụ nổ.

Trả lời:

Câu 3: Một lò phản ứng phân hạch có công suất 200 MW. Cho rằng toàn bộ năng lượng mà lò phản ứng này sinh ra đều do sự phân hạch của 235u và đồng vị này chì bị tiêu hao bởi quá trình phân hạch. Coi mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200 MeV; số Avôgađro NA = 6,023.1023mol−1 . Khối lượng 235U mà lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là bao nhiêu ?

Trả lời

Câu 4: Cho phản ứng hạt nhân:  . Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 mol heli theo phản ứng này là 5,2.1024 MeV. Lấy NA = 6,02.1023 mol−1 . Năng lượng tỏa ra của một phản ứng hạt nhân trên là bao nhiêu ?

Trả lời : 

4. VẬN DỤNG CAO (2 CÂU)

Câu 1: Nhà máy điện nguyên tử dùng U235 có công suất 600 MW hoạt động liên tục trong 1 năm. Cho biết 1 hạt nhân bị phân hạch toả ra năng lượng trung bình là 200 MeV, hiệu suất nhà máy là 20%

a) Tính lượng nhiên liệu cần cung cấp cho nhà máy trong 1 năm ?

b) Tính lượng dầu cần cung cấp cho nhà máy công suất như trên và có hiệu suất là 75%. Biết năng suất toả nhiệt của dầu là 3.10⁷ J/kg. So sánh lượng dầu đó với urani?

Trả lời:

Câu 2:  Một nhà máy điện hạt nhân tiêu thụ trung bình 58,75 g 235U

mỗi ngày. Biết hiệu suất của nhà máy là 25%; mỗi hạt nhân 235U phân hạch giải phóng 200,0 MeV.

a) Tính công suất phát điện của nhà máy.

b) Giả thiết sau mỗi phân hạch trung bình có 2,5 neutron được giải phóng thì sau một ngày số neutron thu được trong lò phản ứng là bao nhiêu? Cho rằng neutron chỉ mất đi do bị hấp thụ bởi các 235U trong chuỗi phân hạch dây chuyền.

Trả lời: