So sánh sự khác nhau giữa phản ứng hạt nhân và phản ứng hóa học

Sự phân hạch hạt nhân là gì? Nêu đặc điểm phản ứng phân hạch của uranium.

1. Nêu đặc điểm của phản ứng phân hạch dây chuyền.

2. Tính năng lượng tỏa ra khi phân hạch hoàn toàn 1 kg \({}_{92}^{235}U\). Biết mỗi phân hạch tỏa ra năng lượng 200 MeV.

1. Sự tổng hợp hạt nhân là gì? Nêu điều kiện xảy ra phản ứng tổng hợp hạt nhân.

2. So sánh định tính phản ứng tổng hợp hạt nhân và phản ứng phân hạch về các đặc điểm: nhiên liệu phản ứng và điều kiện xảy ra phản ứng.

Các phản ứng hạt nhân đang diễn ra hằng ngày trong lò phản ứng của các nhà máy điện hạt nhân, cung cấp điện năng phục vụ sản xuất và sinh hoạt. Ngoài ra, phản ứng hạt nhân cũng xảy ra trong lõi Mặt Trời trong hàng tỉ năm, góp phần vào quá trình hình thành và duy trì sự sống trên Trái Đất. Các phản ứng xảy ra trong lò phản ứng hạt nhân và trong lõi của Mặt Trời lần lượt là phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch. Việc hiểu rõ các tính chất của các phản ứng hạt nhân này là rất quan trọng để có thể kiểm soát và sử dụng hiệu quả, phục vụ cho sự phát triển của nhân loại.

Tìm hiểu và trình bày một phương án để tạo ra hạt nhân vàng từ hạt nhân của các nguyên tố khác.

Viết phương trình phản ứng hạt nhân trong thí nghiệm của Rutherford khi sử dụng chùm hạt a chiếu vào \({}_7^{14}N\). Kiểm chứng định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối trong thí nghiệm trên.

Xác định số hiệu nguyên tử và số khối còn thiếu của hạt nhân trong các phản ứng sau:

a) \({}_7^{14}N + {}_0^1n \to {}_?^?C + {}_1^1H\)

b) \({}_{92}^{238}U \to {}_?^?Th + {}_2^4He\)

c) \({}_{12}^{25}Mg + {}_2^4He \to {}_?^?Al + {}_1^1H\)

d) \({}_{84}^{210}Po \to {}_?^?Pb + {}_2^4He\)

e) \({}_?^?Be + {}_2^4He \to {}_6^{12}C + {}_0^1n\)

f) \({}_8^{16}O + {}_0^1n \to {}_?^?O\)

Khi được bắn phá bởi một neutron nhiệt, \({}_{92}^{235}U\) có thể phân hạch để tạo ra \({}_{54}^{140}Xe\) và \({}_{38}^{94}Sr\) cùng với một số hạt neutron. Hãy viết phương trình của phản ứng phân hạch này và xác định số neutron được tạo ra.

Tìm hiểu và trình bày một số ứng dụng của phản ứng phân hạch.

Chọn câu đúng về phản ứng phân hạch hạt nhân.

A. Tổng khối lượng nghỉ của các hạt sản phẩm sau phân hạch luôn bằng tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước phân hạch.

B. Tổng khối lượng nghỉ của các hạt sản phẩm sau phân hạch luôn lớn hơn tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước phân hạch.

C. Tổng số proton của các hạt sau phân hạch luôn bằng tổng số proton của các hạt trước phân hạch.

D. Tổng số nucleon của các hạt sau phân hạch luôn bằng tổng số nucleon của các hạt trước phân hạch

Quá trình nào xảy ra khiến cho lượng \({}_6^{14}C\) trong xác sinh vật giảm dần theo thời gian?

Tìm câu sai. Những điều kiện cần phải có để tạo ra phản ứng hạt nhân dây chuyền là

A. sau mỗi lần phân hạch, số n giải phóng phải lớn hơn hoặc bằng 1.

B. lượng nhiên liệu (uranium, ptutonium) phải đủ lớn để tạo nên phản ứng dây chuyền.

C. nhiệt độ phải được đưa lên cao.

D. phải có nguồn tạo ra neutron.

Tìm phát biểu sai.

A. Phản ứng nhiệt hạch là sự tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành hai hạt nhân nặng hơn, còn phản ứng phân hạch là sự phá vỡ một hạt nhân nặng thành hai hạt nhân nhẹ hơn.

B. Năng lượng toả ra trong phản ứng nhiệt hạch lớn hơn năng lượng toả ra trong phản ứng phân hạch.

C. Phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch đều là phản ứng hạt nhân toả năng lượng.

D. Hiện nay con người đã kiểm soát được phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch.

Quan sát Hình 22.1 cho biết: Các hạt nhân \(_8^{17}{\rm{O}}\)và \(_1^1{\rm{H}}\)được tạo ra từ các nucleon của hạt nhân nào?

Hạt nhân \({}_{92}^{235}U\) hấp thụ một neutron nhiệt rồi vỡ ra thành hai hạt nhân \({}^{95}X\) và \({}_{55}^{137}Cs\) kèm theo giải phóng một số hạt neutron mới. Biết rằng tổng khối lượng các hạt trước phản ứng lớn hơn tổng khối lượng các hạt sau phản ứng là 0,181 u. Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?

a) Đây là quá trình nhiệt hạch do toả ra năng lượng nhiệt rất lớn.

b) Hạt nhân X là rubidium \({}_{37}^{95}Rb\).

c) Quá trình này giải phóng kèm theo ba hạt neutron mới.

d) Năng lượng toả ra sau phản ứng là 201 MeV.

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

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 \({}_{94}^{239}Pu\), \({}_{54}^{134}Xe\), \({}_{40}^{103}Zr\) và khối lượng hạt neutron lần lượt là:

239,05216 u; 133,90539 u; 102,92719 u và 1,00866 u.

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

Cho phản ứng hạt nhân: \(_9^{19}\;{\rm{F}} + _1^1{\rm{H}} \to _8^{16}{\rm{O}} + {\rm{X}}.\) X là hạt

A. alpha.                       

B. neutron.                    

C. deuteri.                     

D. proton.

Trong các phát biểu sau về phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch, có bao nhiêu phát biểu đúng?

(1) Đều là phản ứng hạt nhân toả năng lượng.

(2) Đều là hiện tượng một hạt nhân nặng vỡ ra thành các hạt nhân nhẹ hơn.

(3) Đều là phản ứng tổng hợp hạt nhân.

(4) Đều xảy ra sự biến đổi hạt nhân.

A. 1.                             

B. 2.                             

C. 3.                             

D. 4.

Trong một phản ứng hạt nhân, luôn có sự bảo toàn

A. số proton.                

B. số nucleon.               

C. số neutron.               

D. khối lượng.

Hạt nhân \(_{92}^{234}{\rm{U}}\) phát ra hạt \(_2^4\alpha \) và biến đổi thành hạt nhân mới, phương trình phản ứng của quá trình này có dạng:

A. \(_{92}^{234}{\rm{U}} \to _2^4\alpha  + _{90}^{232}{\rm{U}}.\)

B. \(_{92}^{234}{\rm{U}} \to _2^4\alpha  + _{90}^{230}{\rm{Th}}.\)

C. \(_{92}^{234}{\rm{U}} \to _2^4\alpha  + _{88}^{230}{\rm{Th}}.\)

D. \(_{92}^{234}{\rm{U}} \to _2^4\alpha  + _{90}^{230}{\rm{U}}.\)

Một trong các phản ứng xảy ra trong lò phản ứng là:

\(_0^1{\rm{n}} + _{92}^{235}{\rm{U}} \to _{92}^{236}{\rm{U}} \to _{57}^{143}{\rm{La}} + _{35}^{87}{\rm{Br}} + {\rm{y}}\left( {_0^1{\rm{n}}} \right)\) với y là số neutron. Giá trị y bằng

A. 4.                             

B. 6.                             

C. 8.                             

D. 10.

Xác định số hiệu nguyên tử và số khối còn thiếu của các hạt nhân trong các phản ứng sau:

a) \(_{12}^{26}{\rm{Mg}} + _0^1n \to _2^?{\rm{Ne}} + _2^4{\rm{He}}.\)

b) \(_{94}^?{\rm{Pu}} + _{10}^{22}{\rm{Ne}} \to 4_0^1n + _{104}^{260}{\rm{Rf}}.\)

c) \(_1^2{\rm{H}} + _3^?{\rm{Li}} \to 2_2^4{\rm{He}} + _0^1n.\)

Cho một hạt neutron có động năng lớn đến bắn phá hạt nhân \(_{92}^{235}{\rm{U}}\)đang đứng yên để tạo ra phản ứng phân hạch:\(_0^1{\rm{n}} + _{92}^{235}{\rm{U}} \to _{54}^{140}{\rm{Xe}} + _{38}^{94}{\rm{Sr}} + {\rm{x}}_0^1{\rm{n}}.\)

a) Xác định giá trị x (số neutron được tạo thành sau phản ứng).

b) Trong phản ứng phân hạch này, năng lượng của phản ứng được xác định bằng hiệu của năng lượng liên kết giữa các hạt nhân sản phẩm với các hạt nhân tham gia phản ứng. Biết năng lượng liên kết riêng của \(_{92}^{235}{\rm{U}}\)là 7,59 MeV/nucleon, \(_{54}^{140}{\rm{Xe}}\) là 8,29 MeV/nucleon, \(_{38}^{94}{\rm{Sr}}\)là 8,59 MeV. Tính năng lượng phản ứng.

a) Một nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện 1 920 MW, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân \(_{92}^{235}{\rm{U}}\)với hiệu suất 33%. Lấy mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra năng lượng khoảng 200 MeV. Khối lượng \(_{92}^{235}{\rm{U}}\)mà nhà máy điện hạt nhân tiêu thụ mỗi năm là bao nhiêu? Cho biết số Avogadro là N_A ≈ 6,022.10²³ mol^-1.

b) Cần sử dụng khối lượng than đá bằng bao nhiêu trong một nhà máy nhiệt điện để tạo ra lượng năng lượng như trên? Biết năng suất toả nhiệt của than đá là 20 MJ/kg.

Năng lượng của Mặt Trời và các ngôi sao trong vũ trụ đều có nguồn gốc từ các phản ứng nhiệt hạch, bắt đầu từ việc đốt cháy hydrogen để tạo thành helium (được gọi là chu trình proton – proton). Xét một ngôi sao đã đốt cháy hoàn toàn hydrogen thành helium và coi rằng các hạt nhân helium tạo thành đều tham gia vào quá trình ba – alpha theo phương trình: \(_2^4{\rm{He}} + _2^4{\rm{He}} + _2^4{\rm{He}} \to _6^{12}{\rm{C}} + 7,275{\rm{MeV}}.\) Nếu khối lượng của ngôi sao vào thời điểm đó là 4.10³⁰ kg (khi tất cả hạt nhân trong ngôi sao đều là helium) và công suất toả nhiệt của ngôi sao là 3,8.10³⁰ W thì sau bao lâu toàn bộ hạt nhân \(_2^4{\rm{He}}\)chuyển hoá hoàn toàn thành \(_6^{12}{\rm{C}}\)? Cho biết số Avogadro là N_A ≈ 6,022.10²³ mol^-1.

 Đáp án câu trả lời đúng. Trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng của các hạt nhân tham gia

 Dùng hạt prôtôn có động năng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân liti (\({}_3^7Li\)) đứng yên. Giả sử sau phản ứng thu được hai hạt giống nhau có cùng động năng và không kèm theo tia γ. Biết năng lượng tỏa ra của phản ứng là 17,4 MeV. Động năng của mỗi hạt sinh ra là

 Cho phản ứng hạt nhân:\({}_1^3H + {}_1^2H \to {}_2^4He + {}_0^1n + 17,6MeV\)

Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 gam khí hêli xấp xỉ bằng

 Pôlôni \({}_{84}^{210}Po\) phóng xạ α và biến đổi thành chì Pb. Biết khối lượng các hạt nhân Po; α; Pb lần lượt là: 209,937303 u; 4,001506 u; 205,929442 u và 1 u = 931,5MeV/c². Năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân pôlôni phân rã xấp xỉ bằng

 Trong dãy phân rã phóng xạ \({}_{92}^{235}X \to {}_{82}^{207}Y\) có bao nhiêu hạt α và β được phát ra?