PHẦN III. Câu trả lời ngắn. Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 3

Hạt nhân \(_{94}^{239}{\rm{Pu}}\) hấp thụ một neutron nhiệt rồi phân hạch thành hai hạt nhân \(_{54}^{134}{\rm{Xe}}\) và \(_{40}^{103}{\rm{Zr}}.\)

a) Xác định số hạt neutron phát ra sau phản ứng phân hạch đó và viết phương trình phản ứng.

b) Tính năng lượng toả ra của mỗi phản ứng phân hạch đó. Cho biết khối lượng của các nguyên tử \(_{94}^{239}{\rm{Pu}},_{54}^{134}{\rm{Xe}},_{40}^{103}{\rm{Zr}}\) và khối lượng hạt neutron lần lượt là: \(239,05216{\rm{u}};133,90539{\rm{u}};102,92719{\rm{u}}\) và \(1,00866{\rm{u}}.\)

c) Tính năng lượng toả ra khi 9,00 kg \(_{94}^{239}{\rm{Pu}}\) bị phân hạch hoàn toàn theo phản ứng ở câu a.

Ta có năng lượng tỏa ra từ phản ứng là 3,25 MeV.

\[ \Rightarrow E = \left( {\Delta m - \Delta {m_0}} \right){c^2} = {E_{l{k_{He}}}} - 2\Delta {m_D}{c^2} = 3,25 \Leftrightarrow {E_{l{k_{He}}}} = 3,25 + 2.0,0024.931,5 = 7,72\,\,MeV.\,\]

Chọn A.

a) Năng lượng \(58,75\;{{\rm{g}}^{235}}{\rm{U}}\) toả ra:

\(E = \frac{m}{A}.{N_A}.200MeV = \frac{{58,75}}{{235}}{.6,02.10^{23}}{.200.1,6.10^{ - 13}} = {4,816.10^{12}}J\)

Hiệu suất của máy phát điện là 25%, nên năng lượng có ích là:

\({E_{co\,ich}} = E.25\% = {4,816.10^{12}}.25\% = {1,204.10^{12}}J\)

Công suất của nhà máy: \(P = \frac{{{E_{co\,ich}}}}{t} = \frac{{{{1,204.10}^{12}}}}{{86400}} = {13,9.10^6}{\rm{W}}\)

b) Mỗi phản ứng cần dùng 1 neutron và sinh ra 2,5 neutron.

Sau một ngày số neutron thu được trong lò phản ứng là:

\(N' = \frac{m}{A}.{N_A}.(2,5 - 1) = \frac{{58,75}}{{235}}{.6,02.10^{23}}.(2,5 - 1) = {2,26.10^{23}}\)

Đáp án: a) 13,9.10⁶ W; b) 2,26.10²³.