Hãy tính năng lượng toả ra khi 1 kg heli được tạo thành theo phản ứng 57.2

Bài 57: Phản ứng nhiệt hạch

Bài C1 (trang 288 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Hãy tính năng lượng toả ra khi 1 kg heli được tạo thành theo phản ứng (57.2) cho biết m_α = 4,0015u. Hãy so sánh với năng lượng toả ra khi 1kg ²³⁵U bị phân hạch.

Lời giải:

Xét phản ứng nhiệt hạch:

Ta thấy cứ 1 hạt nhân Heli được tạo thành từ phản ứng trên thì toả năng lượng là 17,5 MeV.

Số hạt Heli có trong 1 kilogam Heli là:

Năng lượng toả ra khi 1 kg Heli được tạo thành:

    E₁ = 1,5.10²⁶.17,5.10⁶.1,6.10⁻¹³ = 4,2.10¹⁴(J)

Ta có: 1 hạt nhân Urani ²³⁵U phân hạch tạo năng lượng 200MeV

1 kg Urani phân hạch tạo ra số phản ứng là:

Năng lượng tạo ra khi 1 kg Urani phân hạch là:

    E₂ = 200.NU = 200(MeV).2,563.10²⁴ = 512,6.10²⁴ MeV = 8,2.10¹³(J)

Vậy: 1 kilogam Heli được tạo thành từ phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng lớn gấp khoảng 5 lần năng lượng toả ra khi 1 kilogam Urani 235 bị phân hạch hoàn toàn.