Google
Câu hỏi: Cho phản ứng nhiệt hạch: $_{1}^{2}D+_{1}^{2}T\xrightarrow{{}}n+\alpha .$ Biết ${{m}_{D}}=2,0136u;$ ${{m}_{T}}=3,0160u;$ ${{m}_{n}}=1,0087u$ và ${{m}_{\alpha }}=4,0015u.$ Nước tự nhiên có chứa 0,015% nước nặng D2O. Nếu dùng toàn bộ đơteri có trong $0,5{{m}^{3}}$ nước để làm nhiên liệu cho phản ứng trên thì năng lượng thu được là
A. $7,{{8.10}^{12}}J$
B. $1,{{3.10}^{13}}J$
C. $2,{{6.10}^{14}}J$
D. $5,{{2.10}^{15}}J$
A. $7,{{8.10}^{12}}J$
B. $1,{{3.10}^{13}}J$
C. $2,{{6.10}^{14}}J$
D. $5,{{2.10}^{15}}J$
+ Khối lượng nước:
$0,5{{m}^{3}}=0,{{5.10}^{3}}\left( d{{m}^{3}} \right)=0,{{5.10}^{3}}$ (lit)
Với nước thường: $1 \left( lit \right)=1 kg$ nên
$m=0,{{5.10}^{3}}\left( kg \right)=0,{{5.10}^{6}}\left( g \right)$
+ Khối lượng nước nặng $\left( {{D}_{2}}O \right)$
${{m}_{{{D}_{2}}O}}=0,015\%m=0,015\%.0,{{5.10}^{6}}=75g$
+ Số phần tử nước nặng $\left( {{D}_{2}}O \right)$
${{N}_{{{D}_{2}}O}}=\dfrac{{{m}_{{{D}_{2}}O}}}{{{A}_{{{D}_{2}}O}}}.{{N}_{A}}=\dfrac{75}{2.2+16}.6,{{02.10}^{23}}=2,{{2575.10}^{24}}$
+ Số hạt nhân Dơtơri
${{N}_{D}}=2{{N}_{{{D}_{2}}O}}=2.2,{{2575.10}^{24}}=4,{{515.10}^{24}}$
+ Từ phương trình phản ứng ta có:
Số phản ứng nhiệt hạch xảy ra;
${{N}_{pu}}={{N}_{D}}=4,{{515.10}^{24}}$
+ Năng lượng tỏa ra trong 1 phản ứng:
$\Delta E=18,07MeV=18,07.1,{{6.10}^{-13}}=2,{{89.10}^{-12}}\left( J \right)$
+ Năng lượng tỏa ra khi dùng $0,5{{m}^{3}}$ nước làm nhiên liệu:
$E={{N}_{pu}}.\Delta E={{N}_{pu}}={{N}_{D}}=4,{{515.10}^{24}}.2,{{89.10}^{-12}}=1,{{31.10}^{13}}\left( J \right)$
$0,5{{m}^{3}}=0,{{5.10}^{3}}\left( d{{m}^{3}} \right)=0,{{5.10}^{3}}$ (lit)
Với nước thường: $1 \left( lit \right)=1 kg$ nên
$m=0,{{5.10}^{3}}\left( kg \right)=0,{{5.10}^{6}}\left( g \right)$
+ Khối lượng nước nặng $\left( {{D}_{2}}O \right)$
${{m}_{{{D}_{2}}O}}=0,015\%m=0,015\%.0,{{5.10}^{6}}=75g$
+ Số phần tử nước nặng $\left( {{D}_{2}}O \right)$
${{N}_{{{D}_{2}}O}}=\dfrac{{{m}_{{{D}_{2}}O}}}{{{A}_{{{D}_{2}}O}}}.{{N}_{A}}=\dfrac{75}{2.2+16}.6,{{02.10}^{23}}=2,{{2575.10}^{24}}$
+ Số hạt nhân Dơtơri
${{N}_{D}}=2{{N}_{{{D}_{2}}O}}=2.2,{{2575.10}^{24}}=4,{{515.10}^{24}}$
+ Từ phương trình phản ứng ta có:
Số phản ứng nhiệt hạch xảy ra;
${{N}_{pu}}={{N}_{D}}=4,{{515.10}^{24}}$
+ Năng lượng tỏa ra trong 1 phản ứng:
$\Delta E=18,07MeV=18,07.1,{{6.10}^{-13}}=2,{{89.10}^{-12}}\left( J \right)$
+ Năng lượng tỏa ra khi dùng $0,5{{m}^{3}}$ nước làm nhiên liệu:
$E={{N}_{pu}}.\Delta E={{N}_{pu}}={{N}_{D}}=4,{{515.10}^{24}}.2,{{89.10}^{-12}}=1,{{31.10}^{13}}\left( J \right)$
Đáp án B.