4 năng lượng của phản ứng hạt nhân

Bỏ qua động năng của các hạt sinh ra thì năng lượng tối thiểu của hạt để phản ứng xảy ra: A.. Năng lượng cực đại toả ra ở phản ứng trên bằng: A.. Năng lượng cực đại mà 1 phản ứng toả ra

4 Năng lượng của phản ứng hạt nhân

Câu 1: Khi bắn phá 1327Al bằng hạt Phản ứng xảy ra theo phương trình: 1327Al +  →30

15P + n Biết khối

lượng hạt nhân mAl = 26,97u và mP = 29,970u, m = 4,0013u Bỏ qua động năng của các hạt sinh ra thì năng lượng tối thiểu của hạt để phản ứng xảy ra:

A 6,86 MeV

B 3,26 MeV

C 1,4 MeV

D 2,5 MeV

Câu 2: Năng lượng cần thiết để phân chia hạt nhân 126 C thành 3 hạt  là: (cho mC = 11,9967u; m = 4,0015u)

A 7,598 MeV

B 8,1913 MeV

C 5,049 MeV

D 7,266 MeV

Câu 3: Pôlôni phóng xạ  biến thành chì theo phản ứng:

210

84 Po→4

2He + 206

82 Pb Biết mPo = 209,9373u; mHe = 4,0015u; mPb = 205,9294u Năng lượng cực đại toả ra ở phản ứng trên bằng:

A 106,5.10-14 J

B 95,4.10-14J

C 86,7.10-14J

D 15,5.10-14J

Câu 4: Xét phản ứng: 12D +12D→3

1T + p Biết mD = 2,0136u; mT = 3,0160u; mP = 1,0073u Năng lượng cực đại mà 1 phản ứng toả ra là:

A 3,63 MeV

B 4,09 MeV

C 5,01 MeV

D 2,91 MeV

Câu 5: Mỗi phản ứng phân hạch của U235 toả ra trung bình 200 MeV Năng lượng do 1g U235 toả ra, nếu phân hạch hết tất cả là:

A 8,2.103 MJ

B 82.103 MJ

C 850 MJ

D 8,5.103 MJ

Câu 6: Trong phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng của hai hạt nhân X1 và X2 tạo thành hạt nhân Y và một nơtron bay ra: 1

1 1

A

2 2

A

Z Y +n, nếu năng lượng liên kết của các hạt nhân X1, X2 và Y lần lượt là a, b, c thì năng lượng được giải phóng trong phản ứng đó:

A a+ b+ c

B a + b - c

C c- b - a

D không tính được vì không biết động năng của các hạt trước phản ứng

Câu 7: Xét một phản ứng hạt nhân: 2

1H +2

1H →3

2He+ 1

0n Biết khối lượng của các hạt nhân:mH = 2,0135u

; mHe = 3,0149u ; mn = 1,0087u ; 1 u = 931 MeV/c2 Năng lượng phản ứng trên toả ra là:

A 7,4990 MeV

B 2,7390 MeV

C 1,8820 MeV

D 3,1654 MeV

Câu 8: Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân: 2

1D+2

1D→A

Z X +1

0n Biết độ hụt khối của hạt nhân D là ∆mD = 0,0024 u và của hạt nhân X là

∆mx = 0,0083 u Phản ứng này thu hay tỏa bao nhiêu năng lượng? Cho

1u = 931 MeV/c²

A Tỏa năng lượng là 4,24 MeV

B Tỏa năng lượng là 3,26 MeV

C Thu năng lượng 4,24 MeV

D Thu năng lượng là 3,26 MeV

Câu 9: Chu trình Cácbon của Bethe như sau:

p+126 C →13

7 N;13

7 N→12

6 C +e++v p+136 C →147 N

p+14

7 N→15

8 O ;158 O →157 N+ e++v

p+147 N→12

6 C +42He

Năng lượng tỏa ra trong một chu trình cacbon của Bethe bằng bao nhiêu ? Biết khối lượng các nguyên tử hyđrô, hêli và êlectrôn lần lượt là 1.007825u, 4,002603u, 0,000549u, 1u = 931 MeV/c²

A 49,4MeV

B 25,7MeV

C 12,4 MeV

D không tính được vì không cho khối lượng của các nguyên tử còn lại25,7MeV

Câu 10: Cho: mC = 12,00000 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10-27 kg; 1eV = 1,6.10-19 J; c = 3.108 m/s Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân 12

6 C thành các nuclôn riêng biệt bằng

A 72,7 MeV

B 89,4 MeV

C 44,7 MeV

D 8,94 MeV

Câu 11: Cho phản ứng hạt nhân: 1123Na+ 11H→ 4

2He+ 1020Ne Lấy khối lượng các hạt nhân Na, Ne, He, H lần lượt là 22,9837u; 19,9869 u; 4,0015 u; 1,0073u và 1u = 931,5 MeV/c2 Trong phản ứng này, năng lượng

A thu vào 3,4524 MeV

B thu vào 2,4219 MeV

C tỏa ra 2,4219 MeV

D tỏa ra 3,4524 MeV

Câu 12: Biết khối lượng của prôtôn; nơtron; hạt nhân 16

8 O lần lượt là 1,0073u; 1,0087u; 15,9904u và 1u =

931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết của hạt nhân 16

8 O xấp xỉ bằng

A 14,25 MeV

B 18,76 MeV

C 128,17 MeV

D 190,81 MeV

Câu 13: Cho phản ứng hạt nhân: 13T +12D→3

2He + X Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân

He lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng tỏa ra của phản ứng xấp

xỉ bằng

A 15,017 MeV

B 200,025 MeV

C 17,498 MeV

D 21,076 MeV

Câu 14: Cho phản ứng hạt nhân 31H+12H →4

2He+10n+17,6MeV Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 g khí heli xấp xỉ bằng

A 4,24.108 J

B 4,24.105 J

C 5,03.1011 J

D 4,24.1011 J

Câu 15: Tổng hợp hạt nhân 4

2He từ phản ứng hạt nhân 1

1H+7

3Li →4

2He+X Mỗi phản ứng trên tỏa năng lượng

17,3 MeV Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 0,5 mol heli là

A 1,3.1024 MeV

B 2,6.1024 MeV

C 5,2.1024 MeV

D 2,4.1024 MeV

· Câu 16: Cho phản ứng hạt nhân: 2

1D+2

1D→3

2He+1

0n Biết khối lượng của lần lượt là mD=2,0135u; mHe = 3,0149 u; mn = 1,0087u 1u = 931,5 MeV/c2.Năng lượng tỏa ra của phản ứng trên bằng

A 1,8821 MeV

B 2,7391 MeV

C 7,4991 MeV

D 3,1671 MeV

Câu 17: Giả sử trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng của các hạt trước phản ứng nhỏ hơn tổng khối

lượng của các hạt sau phản ứng là

0,02 u Phản ứng hạt nhân này

A tỏa năng lượng 1,863 MeV

B tỏa năng lượng 18,63 MeV

C thu năng lượng 1,863 MeV

D thu năng lượng 18,63 MeV

Câu 18: Cho phản ứng hạt nhân  +27

13Al →1530P +n , khối lượng của các hạt nhân là m = 4,0015u, mAl = 26,97435u, mP = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931Mev/c2 Năng lượng mà phản ứng này toả ra hoặc thu vào là bao nhiêu?

A Toả ra 4,275152 MeV

B Thu vào 2,67197 MeV

C Toả ra 4,275152.10-13 J

D Thu vào 2,67197.10-13 J

Câu 19: Cho hạt prôtôn có động năng KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân 73Li đứng yên, sinh ra hai hạt có cùng

độ lớn vận tốc và không sinh ra tia và nhiệt năng Cho biết: mP = 1,0073u; m = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u

= 931MeV/c2 = 1,66.10—27kg Phản ứng này thu hay toả bao nhiêu năng lượng?

A Toả ra 17,4097MeV

B Thu vào 17,4097MeV

C Toả ra 2,7855.10-19J

D Thu vào 2,7855.10-19J

Câu 20: Cho hạt  bắn phá vào hạt nhân nhôm 1327Al đang đứng yên, sau phản ứng sinh ra hạt nơtron và hạt

nhân X Biết m =4.0015u, mAl = 26,974u, mX = 29,970u, mn = 1,0087u, 1uc2 = 931MeV Phản ứng này toả hay thu bao nhiêu năng lượng? Chọn kết quả đúng?

A Toả năng lượng 2,9792MeV

B Toả năng lượng 2,9466MeV

C Thu năng lượng 2,9792MeV

D Thu năng lượng 2,9466MeV

Câu 21: Phản ứng hạt nhân nhân tạo giữa hai hạt A và B tạo ra hai hạt C và D, Biết tổng động năng của các hạt

trước phản ứng là 10 MeV, tổng động năng của các hạt sau phản ứng là 15MeV Xác định năng lượng trong phản ứng?

A

Thu 5 MeV

B

Tỏa 15 MeV

C

Tỏa 5 MeV

D

Thu 10 MeV

Câu 22: Độ hụt khối khi tạo thành các hạt nhân2

1D , 3

1T , 4

2He lần lượt là ∆mD = 0,0024u; ∆mT = 0,0087u;

∆mHe = 0,0305u Phản ứng hạt nhân 12D+13T → 42He + 10n tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng?

A Tỏa 18,0614 eV

B Thu 18,0614 eV

C Thu 18,0614 MeV

D Tỏa 18,0614 MeV

· Câu 23: Hạt  có động năng 5,3 (MeV) bắn vào một hạt nhân 9

4Be đứng yên, gây ra phản ứng: 9

4Be+→

n + X Hạt n chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của hạt  Cho biết phản ứng tỏa

ra một năng lượng 5,7 (MeV) Tính động năng của hạt nhân X Coi khối lượng xấp xỉ bằng số khối

A 18,3 MeV

B 0,5 MeV

C 8,3 MeV

D 2,5 MeV

Câu 24: Cho phản ứng hạt nhân 2

1D+ 7

3Li→1

0n + X Động năng của các hạt D, Li, n và X lần lượt là: 4 MeV; 0; 12 MeV và 6 MeV

A Phản ứng thu năng lượng 14 MeV

B Phản ứng thu năng lượng 13 MeV

C Phản ứng toả năng lượng 14 MeV

D Phản ứng toả năng lượng 13 MeV

ĐÁP ÁN & LỜI GIẢI CHI TIẾT

Câu 1: A

Năng lượng tối thiểu của hạt để phản ứng xảy ra là:

W = (mP +mn – mAl - m).c² = 6,86 MeV

Câu 2: D

Năng lượng cần thiết để phân chia hạt nhân 12

6 C thành 3 hạt  là

W = (3m – mC).c² = 7,266 MeV

Câu 3: B

Năng lượng cực đại toả ra ở phản ứng trên bằng:

Q = (mPo – mHe – mPb).c²

= (209,9373 – 4,0015 – 205,9294).931,5

= 5,9616 MeV = 95,4.10-14J

Câu 4: A

Năng lượng cực đại mà 1 phản ứng toả ra là:

Q = (2.mD – mT – mp).c²

= (2.2,0163 – 3,0160 – 1,0073).931,5 = 3,63 MeV

Câu 5: B

1g U235 có N = m.NA/A = 1.6,02.1023/235 = 2,562.1021 nguyên tử

Khi đó năng lượng do 1g U235

toả ra, nếu phân hạch hết tất cả là:

200N = 82.103 MJ

Câu 6: C

Năng lượng được giải phóng trong phản ứng là:

Wtỏa = Wlk Y – Wlk X1 – Wlk X2 = c – b - a

Câu 7: D

Năng lượng phản ứng trên toả ra là:

Wtỏa = (2.mH – mHe – mn).c² = 3,1654 MeV

Câu 8: B

Ta có Q = (∆mx – 2.∆mD).c2

= (0,0083 – 2.0,0024).931 = 3,26 MeV

=> phản ứng này tỏa năng lượng là 3,26 MeV

Câu 9: B

Ta có: Wtỏa = ( mp+ mC12 – mN13 + mN13 – mC13 – me + mp+ mC13- mN14 + mp + mN14 – mO15 +mO15 – mN15 – me +

mp + mN15 – mC12 – mHe).c² = (4.mp- 2.me – mHe).c² = 25,7MeV

=> Năng lượng tỏa ra trong một chu trình cacbon của Bethe bằng 25,7 MeV

Câu 10: B

Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân 12

6 C thành các nuclôn riêng biệt bằng :

W = (6.mn+ 6.mp- mC).c2

= (6.1,00867 +6.1,00728 – 12).1,66058.10-27.(3.108)2

=1,43.10-11 J = 89,4 MeV

Câu 11: C

Ta có: (mNa + mH – mHe- mNe).c2 = 2,4219 MeV

=> Trong phản ứng này, năng lượng tỏa ra 2,4219 MeV

Câu 12: C

Năng lượng liên kết của hạt nhân 16

8 O là:

Wlk = ∆m.c² = (8.mp+ 8.mn – mO).c2

= 128,17 MeV

Câu 13: C

Năng lượng tỏa ra của phản ứng là:

Wtỏa = (∆mHe - ∆mD - ∆mT).c2

= (0,030382 - 0,002491 - 0,009106 ).931,5

= 17,498 MeV

Câu 14: D

1g Heli có N = m.NA/A = 1.6,02.1023/4 = 1,505.1023 nguyên tử

=> Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 g khí heli là:

17,6N = 17,6.1,505.1023 = 2,649.1024 MeV

= 4,24.1011J

Câu 15: B

0,5 mol He có N = 0,5.NA = 3,01.1023 nguyên tử

Vì mỗi phản ứng tạo ra 2 hạt He

=>lượng tỏa ra khi tổng hợp được 0,5 mol heli là 17,3N/2 = 2,6.1024

MeV

Câu 16: D

Năng lượng tỏa ra của phản ứng trên bằng:

Wtỏa = (2.mD – mHe- mn).c2

= (2.2,0135 – 3,0149 – 1,0087).931,5

= 3,1671 MeV

Câu 17: D

Vì tổng khối lượng của các hạt trước phản ứng nhỏ hơn tổng khối lượng của các hạt sau phản ứng là 0,02 u

=> Phản ứng hạt nhân này thu 0,02.931,5 = 18,63 MeV

Câu 18: B

Ta có (mP + mn – mAl – m).c2 = 2,67197MeV

=> Năng lượng mà phản ứng này thu vào là 2,67197 MeV

Câu 19: A

Ta có (mp + mLi- 2.m ).c2 = 17,4097MeV

=> Phản ứng này thu hay toả ra 17,4097MeV

Câu 20: C

Ta có (mX+ mn – mAl – m ).c2 = 2,9792 MeV

=> phản ứng này thu năng lượng 2,9792MeV

Câu 21: C

Vì tổng động năng của các hạt trước phản ứng là 10 MeV, tổng động năng của các hạt sau phản ứng là 15Mev

=> Wthu = Wsau - Wtrước = 15 – 10 = 5 MeV

=> phản ứng tỏa 5 MeV

Câu 22: D

ta có :

(∆mHe - ∆mD - ∆mT).c2 = (0,0305 – 0,0024 – 0,0087).931

= 18,0614 MeV

=> phản ứng tỏa 18,0614 MeV

Câu 23: D

Ta có Px2 = P² + Pn2 => 12.Kx = 4K + Kn

=> 12Kx – Kn = 4.5,3 = 21,2 (1)

Và Wtỏa + K + KBe = Kx + Kn

=> Kx+ Kn = 5,7 + 5,3 = 11 (2)

Từ (1) và (2) => Kx = 2,5 MeV

Câu 24: C

Ta có : Kn+ KX- KD- KLi = 12 + 6 – 4 = 14 MeV

=> Phản ứng toả năng lượng 14 MeV