TOP 40 câu Trắc nghiệm Phản ứng phân hạch (có đáp án 2024) – Vật lí 12

Câu 1. Hạt nhân nào sau đây không thể phân hạch ?

A. ${}_{92}^{235}U.$

B. ${}_{92}^{285}U.$

C. ${}_6^{12}C.$

D. ${}_{94}^{239}Pb.$

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Hạt nhân ${}_6^{12}C.$ không thể phân hạch, vì sự phân hạch thường xảy ra với các hạt nhân nặng.

Câu 2. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về phản ứng phân hạch?

A. Phản ứng phân hạch là phản ứng trong đó hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn.

B. Phản ứng phân hạch kích thích là phản ứng trong đó hạt nhân nặng hấp thụ một nơtron rồi chuyển sang trạng thái kích thích, sau đó vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn và kèm một vài nơtron.

C. Phản ứng phân hạch xảy ra khi hạt nhân nặng được truyền một năng lượng kích hoạt cỡ vài MeV.

D. Phản ứng phân hạch là phản ứng tổng hợp hai hạt nhân nặng thành một hạt nhân nặng hơn.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

A, B, C – đúng vì phản ứng phân hạch là phản ứng trong đó hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn, trong đó hạt nhân nặng hấp thụ một nơtron rồi chuyển sang trạng thái kích thích, sau đó vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn và kèm một vài nơtron. Phản ứng phân hạch xảy ra khi hạt nhân nặng được truyền một năng lượng kích hoạt cỡ vài MeV.

D - sai

Câu 3. Gọi k là số nơtron trung bình còn lại sau mỗi phân hạch, thì điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy ra là

A. k < 1.

B. k = 1.

C. k > 1.

D. k ≥ 1.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

+ k < 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tắt nhanh.

+ k = 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì, công suất phát ra không đổi theo thời gian.

+ k > 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì, công suất phát ra tăng nhanh và có thể gây nên bùng nổ.

Câu 4. Hãy chọn câu sai. Những điều kiện cần phải có để tạo nên phản ứng hạt nhân dây chuyền là gì?

A. Sau mỗi lần phân hạch, số nơtron trung bình được giải phóng phải lớn hơn hoặc bằng 1 .

B. Lượng nhiên liệu (urani, plutôni) phải đủ lớn (lớn hơn hoặc bằng khối lượng tới hạn) để tạo nên phản ứng dây chuyền.

C. Phải có nguồn tạo ra nơtron.

D. Nhiệt độ phải được đưa lên cao.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

A, B, C – đúng vì để xảy ra phản ứng hạt nhân dây chuyền:

+ Có nguồn tạo ra nơtron sao cho số nơtron trung bình được giải phóng phải ≥ 1

+ Khối lượng tối thiểu của chất phân hạch phải lớn hơn hoặc bằng khối lượng tới hạn, để số nơtron bị bắt nhỏ hơn nhiều so với số nơtron tạo thành.

D – sai vì nhiệt độ không ảnh hưởng đến phản ứng phân hạch.

Câu 5. Chọn đáp án câu sai khi nói về phản ứng phân hạch?

A. Phản ứng phân hạch là phản ứng toả năng lượng.

B. Phản ứng phân hạch là hiện tượng một hạt nhân nặng hấp thụ một nơtron chậm rồi vỡ thành hai hạt nhân trung bình.

C. Phản ứng phân hạch con người chưa thể kiểm soát được.

D. Phản ứng phân hạch con người có thể kiểm soát được.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Phản ứng phân hạch trong lò phản ứng hạt nhân con người kiểm soát được, với hệ số k = 1, xảy ra phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và công suất phát ra không đổi theo thời gian.

Câu 6. Hạt nhân ${}_{92}{}^{235}U$ hấp thụ một hạt nơtron sinh ra x hạt α, y hạt β^– và một hạt ${}_{82}{}^{208}Pb$ và 4 hạt nơtron. Hỏi x, y có giá trị nào?

A. x = 6, y = 1.

B. x = 7, y = 2.

C. x = 6, y = 2.

D. x = 2, y = 6.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Phương trình phản ứng hạt nhân:

${}_{92}{}^{235}U+{}_0{}^{1}n\to x{}_2{}^{4}He+y{}_{-1}{}^{0}e+{}_{82}{}^{208}Pb+4{}_0{}^{1}n$

Bảo toàn số nuclon: 235 + 1 = 4x + 0.y + 208 +4 $\Rightarrow x=6$

Bảo toàn điện tích: 92 + 0 = 2x – 1.y + 82 +4.0 $\Rightarrow 2\text{x}-y=10\Rightarrow y=2.6-10=2$.

Câu 7. Chọn đáp án câu sai. Phản ứng phân hạch dây chuyền

A. là phản ứng phân hạch xảy ra liên tiếp do các hạt nhân nặng hấp thụ các nơtron sinh ra từ các phân hạch trước đó.

B. luôn kiểm soát được.

C. xảy ra khi số nơtron trung bình nhận được sau mỗi phân hạch lớn hơn 1.

D. xảy ra khi số nơtron trung bình nhận được sau mỗi phân hạch bằng 1.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

A, B, D – đúng

C – sai vì phản ứng phân hạch dây chuyền khi k ≥ 1 không kiểm soát được, ví dụ bom nguyên tử; con người chỉ kiểm soát được phản ứng phân hạch với k = 1.

Câu 8. Cho phản ứng phân hạch ${}_0^{1}n{+}_{92}^{235}U{\to }_{39}^{94}Y{+}_{?}^{140}I+x\left({}_0^{1}n\right)$. Hoàn thành phản ứng phân hạch trên?

A. ${}_0^{1}n{+}_{92}^{235}U{\to }_{39}^{94}Y{+}_{50}^{140}I+2\left({}_0^{1}n\right)$.

B. ${}_0^{1}n{+}_{92}^{235}U{\to }_{39}^{94}Y{+}_{53}^{140}I+1\left({}_0^{1}n\right)$.

C. ${}_0^{1}n{+}_{92}^{235}U{\to }_{39}^{94}Y{+}_{53}^{140}I+2\left({}_0^{1}n\right)$.

D. ${}_0^{1}n{+}_{92}^{235}U{\to }_{39}^{94}Y{+}_{50}^{140}I+1\left({}_0^{1}n\right)$.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Áp dụng các định luật bảo toàn cho phản ứng hạt nhân:

+ Định luật bảo toàn số nuclon: $1+235=94+140+x.1\Rightarrow x=2$

+ Định luật bảo toàn điện tích: $0+92=39+?+x.0\Rightarrow ?=53$

Từ đó xác định được: ${}_0^{1}n{+}_{92}^{235}U{\to }_{39}^{94}Y{+}_{53}^{140}I+2\left({}_0^{1}n\right)$

Câu 9. Sự phân hạch của hạt nhân urani ${}_{92}{}^{235}U$khi hấp thụ một nơtron chậm xảy ra theo nhiều cách. Một trong các cách đó được cho bởi phương trình ${}_{92}{}^{235}U+{}_0{}^{1}n\stackrel{}{\to }{}_{54}{}^{140}Xe+{}_{38}{}^{94}Sr+k{}_0{}^{1}n.$ Số nơtron được tạo ra trong phản ứng này là

A. k = 3.

B. k = 6.

C. k = 4.

D. k = 2

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Bảo toàn số khối: 235 + 1 = 140 + 94 + k.1 $\Rightarrow k=2$.

Câu 10. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về phản ứng phân hạch?

A. Urani phân hạch có thể tạo ra trung bình 2,5 nơtron.

B. Urani phân hạch khi hấp thụ nơtron chuyển động nhanh.

C. Urani phân hạch toả ra năng lượng rất lớn.

D. Urani phân hạch vỡ ra thành hai hạt nhân có số khối từ 80 đến 160.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

A – đúng vì sự phân hạch của một hạt nhân ${}^{235}U$ có kèm theo sự giải phóng 2,5 nơ tron (tính trung bình) với năng lượng lớn.

B – sai vì Urani phân hạch khi hấp thụ nơtron chậm và vỡ ra thành hai hạt nhân có số khối trung bình từ 80 – 160, có thể tạo ra vài nơtron thứ cấp, đồng thời tỏa ra một năng lượng lớn cỡ 200 MeV.

Câu 11. Sự phân hạch là sự vỡ một hạt nhân nặng

A. một cách tự phát thành nhiều hạt nhân nhẹ hơn.

B. thành hai hạt nhân nhẹ hơn do hấp thụ một nơtron.

C. thành hai hạt nhân nhẹ hơn và vài nơtron, sau khi hấp thụ một nơtron chậm.

D. thành hai hạt nhân nhẹ hơn một cách tự phát.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Sự phân hạch là sự vỡ một hạt nhân nặng thành hai hạt nhân nhẹ hơn và vài nơtron, sau khi hấp thụ một nơtron chậm.

Câu 12. Một hạt nhân ²³⁵U phân hạch toả năng lượng 200 MeV. Tính khối lượng Urani tiêu thụ trong 24 giờ bởi một nhà máy điện nguyên tử có công suất 5000 kW. Biết hiệu suất nhà máy là 17%.

A. 61 g.

B. 21 g.

C. 31 g.

D. 41 g.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

+ Ta có lượng năng lượng nhà máy tiêu thụ trong 24 h là:

$W=\frac{\text{P\hspace{0.17em}}t}{H}=\frac{{5.10}^6\mathrm{.24.3600}}{0,17}=2,{54.10}^{12}\left(J\right)=1,{588.10}^{25}MeV.$

+ Năng lượng tỏa ra khi xảy ra một phản ứng phân hạch là 200 MeV.

+ Số phản ứng phân hạch Urani:

$n=\frac{1,{588.10}^{25}}{200}=7,{94.10}^{22}$ (phản ứng)

+ Mỗi phản ứng phân hạch tương ứng với 1 hạt nhân Urani, nên khối lượng urani tiêu thụ trong 24 h bằng: $m=\frac{n}{N_A}.M_U=\frac{7,{94.10}^{22}}{6,{02.10}^{23}}.235\approx 31g$

Câu 13. Chọn câu đúng.

Phần năng lượng giải phóng trong phân hạch là

A. động năng của các nơtron phát ra.

B. động năng các mảnh.

C. năng lượng tỏa ra do phóng xạ của các mảnh.

D. năng lượng các photon của tia γ

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Phần lớn năng lượng giải phóng trong phân hạch là động năng của các mảnh.

Câu 14. Một trong các phản ứng xảy ra trong lò phản ứng là: ${}_0{}^{1}n+{}_{92}{}^{235}U\stackrel{}{\to }{}_{92}{}^{236}U\stackrel{}{\to }{}_{57}{}^{143}La+{}_{35}{}^{87}Br+m.{}_0{}^{1}n$ với m là số nơtron, m bằng:

A. 4.

B. 6.

C. 8.

D. 10.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Áp dụng định luật bảo toàn số nuclôn: $m=236-143-87=6.$

Câu 15. Trong lò phản ứng phân hạch ${}^{235}U$, bên cạnh các thanh nhiên liệu còn có các thanh điều khiển B, Cd. Mục đích chính của các thanh điều khiển là

A. làm giảm số nơtron trong lò phản ứng bằng hấp thụ.

B. làm cho các nơtron có trong lò chạy chậm lại.

C. ngăn cản các phản ứng giải phóng thêm nơtron.

D. A và C đúng.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Trong lò phản ứng phân hạch ${}^{235}U$, bên cạnh các thanh nhiên liệu còn có các thanh điều khiển B, Cd. Mục đích chính của các thanh điều khiển là hấp thụ nơtron khi số notron tăng quá nhiều, để luôn giữ k = 1.

Câu 16. Phản ứng phân hạch ${}^{235}U$ dùng trong lò phản ứng hạt nhân và cả trong bom nguyên tử. Tìm sự khác biệt căn bản giữa lò phản ứng và bom nguyên tử.

A. Số nơtron được giải phóng trong mỗi phản ứng phân hạch ở bom nguyên tử nhiều hơn ở lò phản ứng.

B. Năng lượng trung bình được mỗi nguyên tử urani giải phóng ra ở bom nguyên tử nhiều hơn ở lò phản ứng.

C. Trong lò phản ứng số nơtron có thể gây ra phản ứng phân hạch tiếp theo được khống chế.

D. Trong lò phản ứng số nơtron cần để gây phản ứng phân hạch tiếp theo thì nhỏ hơn ở bom nguyên tử.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

+ Bom nguyên tử là phản ứng phân hạch không điều khiển được, năng lượng tỏa ra rất lớn.

+ Trong lò phản ứng số nơtron luôn được kiểm soát sau mỗi phản ứng phân hạch.

Câu 17. Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani ²³⁵U năng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 200 MeV. Khi 1 kg ²³⁵U phân hạch hoàn toàn thì toả ra năng lượng là

A. 8,21.10¹³ J.

B. 4,11.10¹³ J.

C. 5,25.10¹³ J.

D. 6,23.10²¹ J.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Trong một 1kg (1000 g) ²³⁵U có $N=\frac{m}{M_U}.N_A=2,{56.10}^{24}$hạt nhân.

Mỗi hạt nhân sẽ tạo thành một phản ứng phân hạch.

$\Rightarrow$Năng lượng tỏa ra là $\text{W}=N.200=5,{12.10}^{26}MeV=8,{2.10}^{13}J$.

Câu 18. Một phăn ứng phân hạch hạt nhân ²³⁵U trong lò phản ứng sẽ tỏa ra năng lượng 200 MeV. Nếu phân hạch 1 (g) ²³⁵U thì năng lượng tỏa ra bằng bao nhiêu. Cho N_A = 6,01.10²³/mol

A. 5,013.10²⁵ MeV.

B. 5,123.10²³ MeV.

C. 5,123.10²⁴ MeV.

D. 5,123.10²⁵ MeV.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Trong một 1 g ²³⁵U có $N=\frac{m}{M_U}.N_A=2,{56.10}^{21}$ hạt nhân.

Mỗi hạt nhân sẽ tạo thành một phản ứng phân hạch.

$\Rightarrow$ Năng lượng tỏa ra là $\text{W}=N.200=5,{12.10}^{23}MeV=8,{2.10}^{10}J$.

Câu 19. Cho phản ứng phân hạch ²³⁵U: $n+{}_{92}{}^{235}U\stackrel{}{\to }{}_{56}{}^{144}Ba+{}_{36}{}^{89}Kr+3n+200MeV.$ Biết 1u = 931 MeV/c². Độ hụt khối của phản ứng bằng

A. 0,3148u.

B. 0,2148u.

C. 0,2848u.

D. 0,2248u.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Một phản ứng phân hạch tỏa ra năng lượng 200 MeV.

Độ hụt khối $\Delta m=\frac{\Delta E}{c^2}=\frac{200}{931}=0,2148u$.

Câu 20. Trong phản ứng phân hạch hạt nhân Urani ²³⁵U năng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 200 MeV. Một nhà máy điện nguyên tử dùng nguyên liệu Urani, có công suất 500000 kW, hiệu suất là 20%. Lượng tiêu thụ hàng năm nhiên liệu urani là bao nhiêu? Coi 1 năm có 365 ngày.

A. 961 kg.

B. 1121 kg.

C. 1352,5 kg.

D. 1421 kg.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Năng lượng nhà máy tiêu thụ trong 1 năm là:

$W=\frac{\text{P\hspace{0.17em}}t}{H}=\frac{{5.10}^8\mathrm{.365.86400}}{0,2}=7,{884.10}^{16}J=4,{9275.10}^{29}MeV$

+ Năng lượng tỏa ra khi xảy ra một phản ứng phân hạch là 200 MeV.

+ Số phản ứng phân hạch Urani:

$n=\frac{4,{9275.10}^{29}}{200}=2,{464.10}^{27}$ (phản ứng)

+ Mỗi phản ứng phân hạch tương ứng với 1 hạt nhân Urani, nên khối lượng urani tiêu thụ trong 1 năm bằng:

$m=\frac{n}{N_A}.M_U=\frac{2,{464.10}^{27}}{6,{02.10}^{23}}.235\approx 961,9kg$

Câu 21. Biết ²³⁵U có thể bị phân hạch theo phản ứng sau: ${}_0{}^{1}n+{}_{92}{}^{235}U\to {}_{53}{}^{139}I+{}_{39}{}^{94}Y+3{}_0{}^{1}n$. 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 = 931,5 MeV. Nếu có một lượng hạt nhân ²³⁵U đủ nhiều, giả sử ban đầu ta kích thích cho 10¹⁰ hạt ²³⁵U phân hạch theo phương trình trên và sau đó phản ứng dây chuyền xảy ra trong khối hạt nhân đó với hệ số nhân nơtron 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. 175,85 MeV.

B. 5,45.10¹⁵ MeV.

C. 5,45.10¹³MeV.

D. 8,79.10¹² MeV.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Năng lượng tỏa ra sau mỗi phân hạch:

$\Delta \text{W}=\left(m_U+m_n-m_I-m_Y-3m_n\right)c^2=175,85MeV$

Khi 1 kích thích phân hạch ban đầu, sau 5 phản ứng phân hạch, số phân hạch xảy ra là $1+k^1+k^2+k^3+k^4=31$ với k = 2.

Do đó số phân hạch sau 5 phân hạch dây chuyền từ 10¹⁰ hạt ²³⁵U nên số phân hạch xảy ra là $N={31.10}^{10}$

Năng lượng tỏa ra $\text{W}=N\Delta \text{W}=5,{45.10}^{13}MeV$.

Câu 22. Một nhà máy điện hạt nhân có công suất 160 kW, dùng năng lượng phân hạch ²³⁵U, hiệu suất H = 20%. Mỗi hạt ²³⁵U phân hạch tỏa năng lượng là 200 MeV. Với 500 g ²³⁵U thì nhà máy hoạt động được trong bao lâu?

A. 500 ngày.

B. 590 ngày.

C. 593 ngày.

D. 565 ngày.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Năng lượng khi phân rã 500g urani là:

$\text{W}=\Delta E.N=\Delta E.\frac{m}{M}{N}_A=200.\frac{500}{235}.6,{02.10}^{23}$

$\Rightarrow \text{W}=2,{56.10}^{26}MeV=4,{098.10}^{13}J$

Thời gian hoạt động của nhà máy:

$t=\frac{WH}{\text{P}}=\frac{4,{098.10}^{13}.0,2}{{160.10}^3}=51234042,55s\approx 593$ ngày.

Câu 23. Một nhà máy điện nguyên tử có công suất phát điện ${182.10}^{7}W,$ dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân ${}_{\text{235}}\text{U}$với hiệu suất 30%. Trung bình mỗi hạt ${}_{\text{235}}\text{U}$ phân hạch tỏa ra năng lượng 200 MeV. Lấy số Avogadro là $6,{023.10}^{23}mo{\mathcal{l}}^{-1}.$ Trong 365 ngày hoạt động nhà máy tiêu thụ một khối ${}_{\text{235}}\text{U}$ nguyên chất bằng

A. 2333 kg.

B. 2461 kg.

C. 2362 kg.

D. 2263 kg.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Năng lượng nhà máy tiêu thụ trong 365 ngày là:

$W=\frac{\text{P\hspace{0.17em}}t}{H}=\frac{{182.10}^7\mathrm{.365.86400}}{0,3}=1,{913.10}^{17}J=1,{196.10}^{30}MeV$

+ Năng lượng tỏa ra khi xảy ra một phản ứng phân hạch là 200 MeV.

+ Số phản ứng phân hạch Urani:

$n=\frac{1,{196.10}^{30}}{200}=5,{98.10}^{27}$ (phản ứng)

+ Mỗi phản ứng phân hạch tương ứng với 1 hạt nhân Urani, nên khối lượng urani tiêu thụ trong 365 ngày bằng:

$m=\frac{n}{N_A}.M_U=\frac{5,{98.10}^{27}}{6,{02.10}^{23}}.235\approx 2334kg$

Câu 24. ${}_{92}^{235}U+{}_0^{1}n\underset{}{\to }{}_{42}^{95}Mo+{}_{57}^{139}La+2{}_0^{1}n+7e^{-}$ là một phản ứng phân hạch của Urani ${}^{235}U$. Biết khối lượng hạt nhân: $m_U=234,99u;m_{Mo}=94,88u;$ $m_{La}=138,87u;m_n=1,0087u.$ Cho năng suất toả nhiệt của xăng là ${46.10}^{6}J/kg.$ 1uc² = 931 MeV. Khối lượng xăng cần dùng để có thể toả năng lượng tương đương với 1 gam ${}^{235}U$ phân hạch là

A. 1616 kg.

B. 1717 kg.

C. 1818 kg.

D.1919 kg.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Số hạt nhân nguyên tử ${}^{235}U$ trong 1 gam vật chất U là

$N=\frac{m}{A}.N_A=\frac{1}{235}.6,{02.10}^{23}=2,{5617.10}^{21}$ hạt

Năng lượng toả ra khi giải phóng hoàn toàn 1 hạt nhân phân hạch là

$\Delta \text{W}=\left(m_0-m\right)c^2=\left(m_U+m_n-m_{Mo}-m_{La}-2m_n\right)c^2=215,3403MeV$

Năng lượng khi 1 gam U phản ứng phân hạch là

$\text{W}=N.\Delta \text{W}=2,{5617.10}^{21}.215,3403=5,{5164.10}^{23}MeV=8,{8262.10}^{10}J$

Khối lượng xăng cần dùng để có năng lượng tương đương

$m=\frac{\text{W}}{{46.10}^6}=\frac{8,{8262.10}^{10}}{{46.10}^6}\approx 1919kg.$

Câu 25. Biết ${}^{235}U$ có thể bị phân hạch theo phản ứng sau : ${}_0{}^{1}n+{}_{92}{}^{235}U\stackrel{}{\to }{}_{53}{}^{139}I+{}_{39}{}^{94}Y+3{}_0{}^{1}n$. 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 = 931,5 MeV. Nếu có một lượng hạt nhân ${}^{235}U$ đủ nhiều, giả sử ban đầu ta kích thích cho 10¹² hạt ${}^{235}U$ phân hạch theo phương trình trên và sau đó phản ứng dây chuyền xảy ra trong khối hạt nhân đó với hệ số nhân nơtron 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. 175,85 MeV.

B. 11,08.10¹² MeV.

C. 5,45.10¹⁵ MeV.

D. 8,79.10¹² MeV.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Phương trình phản ứng: ${}_0{}^{1}n+{}_{92}{}^{235}U\stackrel{}{\to }{}_{53}{}^{139}I+{}_{39}{}^{94}Y+3{}_0{}^{1}n$

Năng lượng tỏa ra sau mỗi phân hạch:

DW = (m_U + m_n - m_I - m_Y - 3m_n )c² = 0,18878 uc²

DW = 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 + 2 + 4 + 8 + 16 = 31

Do đó số phân hạch sau 5 phân hạch dây chuyền từ 10¹² phân hạch ban đầu là N = 31.10¹²

Năng lượng tỏa ra:

$\text{W}=N.\Delta \text{W}={31.10}^{12}.175,85=5,{45.10}^{15}MeV.$

Câu 26. Trong một vụ thử hạt nhân, quả bom hạt nhân sử dụng sự phân hạch của đồng vị ${}_{92}{}^{235}U$ với hệ số nhân nơtron là k (k > 1). Giả sử ${}_{92}{}^{235}U$ phân hạch trong mỗi phản ứng tạo ra 200 MeV. Coi lần đầu chỉ có một phân hạch và các lần phân hạch xảy ra đồng loạt. Sau 85 phân hạch thì quả bom giải phóng tổng cộng 343,87 triệu kWh. Giá trị của hệ số nhân nơtron k là

A. 2,0.

B. 2,2.

C. 2,4.

D. 1,8.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Lần 1: có 1 hạt

${}_{}{}^{235}U$ bị phân hạch sẽ tạo ra k¹ nơtron

Lần 2: có k hạt ${}_{}{}^{235}U$ bị phân hạch sẽ tạo ra k² nơtron

Lần 3: có k² hạt ${}_{}{}^{235}U$ bị phân hạch sẽ tạo ra k³ nơtron

…

Lần 85: có k⁸⁴ hạt ${}_{}{}^{235}U$ bị phân hạch sẽ tạo ra k⁸⁵ nơtron

$\Rightarrow$ Tổng số hạt ${}_{}{}^{235}U$ đã phân hạch đến lần phân hạch thứ 85 là:

$N=1+k+k^2+\mathrm{...}+k^{84}=\frac{k^{85}-1}{k-1}$

$\Rightarrow$Tổng năng lượng giải phóng:

$Q=N.\Delta E\iff 343,{87.10}^6.3,{6.10}^6=\frac{k^{85}-1}{k-1}\mathrm{.200.1},{6.10}^{-13}$

$\Rightarrow k\approx 2$.

Câu 27. Phản ứng phân hạch của Urani 235 là:${}_{92}^{235}U{+}_0^{1}n{\to }_{42}^{95}Mo{+}_{57}^{139}La+2_0^{1}n+7_{-}^0{e}^{-}$ Cho biết khối lượng của các hạt nhân là: m_u = 234,99u; m_Mo = 94,88u; m_La = 138,87u; m_n = l,01u, m_e $\approx$ 0 và 1uc² = 931 MeV. Năng lượng một phân hạch toả ra là

A. 216,4 (MeV).

B. 227,14 (MeV).

C. 214,13 (MeV).

D. 227,18 (MeV).

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Ta có: $\Delta W=\left(m_U+m_n-m_{Mo}-m_{La}-2m_n\right)c^2$

$\Rightarrow \Delta \text{W}=214,13\left(MeV\right)$

Câu 28. Trong phản ứng phân hạch hạt nhân ${}^{235}U$, năng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 200 (MeV). Nếu 40% năng lượng này biến thành điện năng thì điện năng bằng bao nhiêu (kWh) khi phân hạch hết 500 (kg) ${}^{235}U$. Cho biết số Avôgađrô N_A = 6,023.10²³.

A. 4,55.10⁹ (kWh).

B. 4,54.10⁹ (kWh).

C. 4,56.10⁹ (kWh).

D. 4,53.10⁹ (kWh).

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

+ Số hạt nhân ${}^{235}U$ trong 500 kg là:

$N=\frac{m}{M}{N}_A=\frac{{500.10}^3}{235}.6,{02.10}^{23}=1,{28.10}^{27}$

+ Mỗi hạt nhân ${}^{235}U$ tạo thành 1 phản ứng phân hạch

+ Năng lượng biến thành điện năng:

$W=40\%.W_U=40\%\mathrm{.200.1},{28.10}^{27}=1,{024.10}^{29}MeV$

+ Đổi đơn vị: $W=1,{6384.10}^{16}J=4,{55.10}^{9}kWh$

Câu 29. Một nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện $\text{P}$, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân ${}^{235}U$ với hiệu suất H. Trung bình mỗi hạt ${}^{235}U$ phân hạch toả ra năng lượng ΔE. Hỏi sau thời gian t hoạt động nhà máy tiêu thụ số nguyên tử ${}^{235}U$ nguyên chất là bao nhiêu

A. $\frac{\text{P}.t}{H.\Delta E}.$

B. $\frac{H.\Delta E}{\text{P}.t}.$

C. $\frac{H.\text{P}}{\Delta E.t}.$

D. $\frac{\text{P}.H.t}{\Delta E}.$

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Năng lượng có ích: $A_i=\text{P\hspace{0.17em}}t$

Năng lượng có ích 1 phân hạch: $Q_1=H.\Delta E$

$\Rightarrow N=\frac{A_i}{Q_1}=\frac{\text{P\hspace{0.17em}}t}{H.\Delta E}$

Câu 30. Một nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện 1920 (MW) dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân ${}^{235}U$ với hiệu suất 30%. Trung bình mỗi hạt ${}^{235}U$ phân hạch toả ra năng lượng 3,2.10^-11 (J). Nhiên liệu dùng là hợp kim chứa ${}^{235}U$ đã làm giàu 36%. Hỏi trong 365 ngày hoạt động nhà máy tiêu thụ một khối lượng nhiên liệu là bao nhiêu. Coi N_A = 6,022.10²³.

A. 6,9 (tấn).

B. 6,6 (tấn).

C. 6,8 (tấn).

D. 6,7 (tấn).

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích:

Năng lượng có ích: $A_i=\text{P\hspace{0.17em}}t$

Năng lượng có ích 1 phân hạch: $Q_1=H.\Delta E$

$\Rightarrow N=\frac{A_i}{Q_1}=\frac{\text{P\hspace{0.17em}}t}{H.\Delta E}$

Khối lượng ${}^{235}U$ cần phân hạch:

$m=\frac{N}{N_A}.M_U=\frac{\text{P\hspace{0.17em}}t.0,235}{N_A.H.\Delta E}\approx 2461kg$

Khối lượng nhiên liệu cần phân hạch:

$2461.\frac{100}{36}\approx 6,{8.10}^3\left(kg\right)$

Câu 31. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng phân hạch chủ yếu ở dạng:

A. quang năng

B. năng lượng nghỉ

C. động năng

D. hóa năng

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Câu 32. ứng phân hạch không có đặc điểm

A. số nơtron tạo ra sau phản ứng nhiều hơn nơtron bị hấp thụ

B. phản ứng tỏa năng lượng

C. có thể xảy ra theo kiểu phản ứng dây truyền

D. có 2 đến 3 proton sinh ra sau mỗi phản ứng

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Câu 33. Tìm phát biểu sai. Phản ứng phân hạch có đặc điểm:

A. số nơtron tạo ra sau phản ứng nhiều hơn nơtron bị hấp thụ

B. phản ứng tỏa năng lượng

C. xảy ra theo phản ứng dây chuyền nếu có một lượng đủ lớn

D. quá trình phân hạch là do proton bắn phá hạt nhân urani

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Câu 34. Vật liệu có thể đóng vào trò “chất làm chậm” tốt nhất đối với nơtron là:

A. kim loại nặng

B. than chì

C. khí kém

D. bê tông

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Câu 35. Khi bị bắn phá bởi các nơtron chậm, nó hấp thụ một hạt nơtron rồi sau đó phát ra hai hạt β. Kết quả là tạp thành hạt nhân:

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Câu 36. Phản ứng nào sau đây là phản ứng phân hạch?

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Câu 37. Hệ số nơtron:

A. tỉ lệ với công suất tỏa nhiệt của lò phản ứng hạt nhân

B. trong bom nguyên tử và trong lò phản ứng hạt nhân khi hoạt động đều lớn hơn 1

C. trong bom nguyên tử và trong lò phản ứng hạt nhân khi hoạt động có giá trị nhỏ hơn 1

D. lớn hơn 1 trong bom nguyên tử và bằng 1 trong lò phản ứng hạt nhân.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Câu 38. Trong phản ứng phân hạch urani , năng lượng trung bình tỏa ra khi một hạt nhân bị phân hạch là 200 MeV. Khi 1 kg phân hạch hoàn toàn thì tỏa ra năng lượng là:

A. 8,21.10¹³ J

B. 4,11.10¹³ J

C. 5,25.10¹³ J

D. 6,23.10²¹ J

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Câu 39. Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani , năng lượng trung bình tỏa ra trong mỗi phân hạch là E = 200 MeV. Biết số Avôgađrô N_A = 6,022.10²³ mol^-1. Một nhà máy điện nguyên tử có công suất 5000 MW, hiệu suất 25%, lượng nhiên liệu urani nhà máy tiêu thụ hàng năm là:

A. 3640 kg

B. 3860 kg

C. 7694 kg

D. 2675 kg

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Câu 40. Một phản ứng phân hạch:

- Biết năng lượng liên kết riêng của lần lượt là 7,7 MeV ; 8,7 MeV ; 8,45 MeV. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng là

A. 132,6 MeV

B. 182,6 MeV

C. 168,2 MeV

D. 86,6 MeV

Hiển thị đáp án

Đáp án: B