Trong một phản ứng tổng hợp hạt nhân, tổng khối lượng các hạt ban đầu là \(5,0320u\), tổng khối lượng các hạt sau phản ứng là \(5,0100u\). Cho \(1u = 931,5{\rm{\;MeV}}/{c^2}\). Một học sinh giải như sau:

"Độ giảm khối lượng của phản ứng là \(0,0220u\), do đó năng lượng tỏa ra là \(20,5{\rm{\;MeV}}\)."

Hãy đánh giá các phát biểu:

Một phản ứng phân hạch của hạt nhân uranium giải phóng năng lượng trung bình \(200{\rm{\;MeV}}\) cho mỗi phản ứng. Biết một hạt nhân uranium có khối lượng \(235u\), \(1u = 1,66 \times {10^{ - 27}}{\rm{\;kg}}\). Xét các phát biểu sau:

Một phản ứng nhiệt hạch giải phóng năng lượng \(17,6{\rm{\;MeV}}\). Tính năng lượng tỏa ra khi có \(5,0 \times {10^{23}}\) phản ứng xảy ra. Biết \(1{\rm{\;MeV}} = 1,6 \times {10^{ - 13}}{\rm{\;J}}\).

Bom nhiệt hạch dùng phản ứng: \(_1^2{\rm{D}} + _1^3\;{\rm{T}} \to _2^4{\rm{He}} + _0^1{\rm{n}}.\) Cho biết khối lượng của các nguyên tử \(_1^2{\rm{D}},_1^3\;{\rm{T}},_2^4{\rm{He}}\) và khối lượng hạt neutron lần lượt là: \(2,0141{\rm{u}}\); \(3,0160{\rm{u}};4,0026{\rm{u}}\) và \(1,0087{\rm{u}}.\)

(a) Tính năng lượng toả ra nếu có \(1,000\;{\rm{kg}}\) He được tạo thành do vụ nổ.

(b) Năng lượng nói trên tương đương với năng lượng tỏa ra khi bao nhiêu kg \(_{92}^{235}{\rm{U}}\) phân hạch hết nếu mỗi phân hạch toả ra \(200,0{\rm{MeV}}\) ?

Một nhà máy điện cần cung cấp năng lượng \(3,2 \times {10^{15}}{\rm{\;J}}\) trong một thời gian nhất định. Nếu sử dụng uranium, biết mỗi kg uranium giải phóng \(8,0 \times {10^{13}}{\rm{\;J}}\). Nếu sử dụng than đá, mỗi kg than giải phóng \(3,2 \times {10^7}{\rm{\;J}}\). Các phát biểu sau đúng hay sai?

Một nhà máy điện sử dụng uranium để thay thế cho một nhà máy nhiệt điện than. Nhà máy than cần đốt \(5,0 \times {10^5}\) tấn than để tạo ra cùng lượng năng lượng mà nhà máy uranium tạo ra chỉ cần \(20{\rm{\;kg}}\) uranium. Xét các phát biểu sau:

Xét phản ứng hạt nhân: \(_1^2H + _1^3H \to _2^4He + _0^1n\). Biết tổng khối lượng các hạt trước phản ứng lớn hơn tổng khối lượng các hạt sau phản ứng một lượng \(0,0188u\). Cho \(1u = 931,5{\rm{\;MeV}}/{c^2}\), \(1{\rm{\;MeV}} = 1,6 \times {10^{ - 13}}{\rm{\;J}}\). Các phát biểu sau đúng hay sai?

Một nhà máy nhiệt điện than cần đốt \(2,0 \times {10^6}{\rm{\;kg}}\) than để tạo ra một lượng năng lượng nhất định. Biết năng suất tỏa nhiệt của than là \(3,0 \times {10^7}{\rm{\;J/kg}}\). Nếu thay thế bằng uranium có năng lượng giải phóng \(8,0 \times {10^{13}}{\rm{\;J/kg}}\), tính khối lượng uranium cần dùng.