Đề bài

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.

Phương pháp giải

Vận dụng kiến thức về hạt nhân

Lời giải của GV Loigiaihay.com

a) Áp dụng định luật bảo toàn điện tích, ta có: \({}_{94}^{239}Pu + {}_0^1n \to {}_{54}^{134}Xe + {}_{40}^{103}Zr + 3{}_0^1n\)

Có 3 hạt neutron phát ra sau phản ứng phân hạch

b) Năng lượng toả ra của mỗi phản ứng phân hạch là: \(\begin{array}{l}\Delta E = ({m_{Pu}}\; + {\rm{ }}{m_n}\;--{\rm{ }}{m_{Xe}}\;--{\rm{ }}{m_{Zr}}\;--{\rm{ }}3{m_n}).{c^2}\\ = (239,05216 + 1,00866 - 133,90539 - 102,92719 - 3.1,00866).931,5 = 188,4(MeV)\end{array}\)

c) Số hạt nhân \({}_{94}^{239}Pu\) có trong 9kg là: \(N = \frac{m}{A}.{N_A} = \frac{{9000}}{{239}}.6,{023.10^{23}} = 2,{27.10^{25}}\)

Mỗi hạt nhân \({}_{94}^{239}Pu\)tham gia 1 phản ứng.

Năng lượng toả ra: \[E = 2,{27.10^{25}}.188,4 = 4,{27.10^{27}}(MeV) = 6,{83.10^{14}}\;(J).\]