Biết U235 có thể bị phân hạch theo phản ứng sau: n+U I+Y+3n

Câu hỏi:

Biết U235 có thể bị phân hạch theo phản ứng sau:

${}_0{}^{1}n+{}_{53}{}^{235}U\to {}_{53}{}^{139}I+{}_{39}{}^{94}Y+3{}_0{}^{1}n$

Khối lượng của các hạt tham gia phản ứng: m_U = 234,99332u; m_n = 1,0087u; m_I = 138,8970u; m_Y = 93,89014u; 1uc² = 931,5MeV. Nếu có một lượng hạt nhân U235 đủ nhiều, giả sử ban đầu ta kích thích cho 10¹⁰ hạt U235 phân hạch theo phương trình trên và sau đó phản ứng dây chuyền xảy ra trong khối hạt nhân đó với hệ số nhân nơtrôn là k = 2. Coi phản ứng không phóng xạ gamma. Năng lượng toả ra sau 5 phân hạch dây chuyền đầu tiên (kể cả phân hạch kích thích ban đầu)

A. 175,85MeV.

B. 11,08.10¹²MeV.

C. 5,45.10¹³MeV.

D. 8,79.10¹²MeV.

Trả lời:

Đáp án: C

Năng lượng tỏa ra sau mỗi phân hạch:

DE = (m_U + m_n - m_I - m_Y - 3m_n)c² = 0,18878 uc² = 175,84857 MeV  = 175,85 MeV

Khi 1 phân hạch kích thích ban đầu sau 5 phân hạch dây chuyền số phân hạch xảy ra là

1 + k¹ + k² + k³ + k⁴ = 1 + 2 + 4 + 8 + 16 = 31

Do đó số phân hạch sau 5 phân hạch dây chuyền từ 10¹⁰ phân hạch ban đầu N = 31.10¹⁰
Năng lượng tỏa ra:   E = N.DE  = 31.10¹⁰ x175,85 = 5,45.10¹³ MeV.