Ở bài học trước, chúng ta đã xét một dạng phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng quan trọng là phản ứng phân hạch. Ở bài học ngày hôm nay, chúng ta sẽ xét dạng phản ứng hạt nhân theo một quá trình ngược lại - quá trình tổng hợp hạt nhân hay còn được gọi là phản ứng nhiệt hạch. Thông qua những nội dung được đề cập tới trong bài. Mời các bạn cùng nghiên cứu Bài 39: Phản ứng nhiệt hạch.
Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn.
\(_{1}^{2}H + \ _{1}^{3}H \rightarrow \ _{2}^{4}He + \ _{0}^{1}n\)
Năng lượng tỏa ra trong mỗi phản ứng này vào khoảng 17,6 MeV.
Phải biến đổi hỗn hợp nhiên liệu chuyển sang trạng thái plasma tạo bởi các hạt nhân và các electron tự do.
Phải đưa nhiệt độ của trạng thái plasma lên rất cao (nhiệt độ cao khoảng 100 triệu độ).
Mật độ hạt nhân trong plasma phải đủ lớn.
Thời gian duy trì trạng thái plasma ở nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn.
Năng lượng toả ra bởi các phản ứng nhiệt hạch được gọi là năng lượng nhiệt hạch.
Người ta chủ yếu quan tâm đến các phản ứng trong đó các hạt nhân hiđrô tổng hợp thành hạt nhân hêli.
\(_{1}^{1}H + \ _{1}^{3}H \rightarrow \ _{2}^{4}He\)
\(_{1}^{2}H + \ _{1}^{2}H \rightarrow \ _{2}^{4}He\)
\(_{1}^{2}H + \ _{1}^{3}H \rightarrow \ _{2}^{4}He+_{0}^{1}\textrm{n}\)
Năng lượng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời và hầu hết các sao.
Những ưu việt của năng lượng nhiệt hạch:
Năng lượng toả ra trong phản ứng nhiệt hạch rất lớn.
Nguồn nhiên liệu nhiệt hạch có trong thiên nhiên dồi dào gần như là vô tận.
Chất thải từ phản ứng nhiệt hạch không làm ô nhiễm môi trường.
Xét phản ứng.
\(_{1}^{2}\textrm{H}\) + → +
a) Xác định năng lượng tỏa ra bởi phản ứng đó (tính ra MeV và ra J)
b) Tính khối lượng đơteri cần thiết để có thể thu được năng lượng nhiệt hạch tương đương với năng lượng tỏa ra khi đốt 1kg than.
Cho biết: \(100_1^2{\rm{H}} = 2,0135u\)
\(_{2}^{3}\textrm{He} = 3,0149 u\)
\(_{0}^{1}\textrm{n}= 1,0087 u\)
Năng lượng tỏa ra khi đốt 1 kg than là 30 000kJ
a. Wtỏa = 0,0034.931,5 = 3,167 MeV = 3,167.1,6.\(10^{-13}\) J
b. Đốt 1kg than cho 3.\(10^{7}\) J, tương đương với năng lượng tỏa ra bởi :
≈ \(6.10^{19}\) phản ứng
Mỗi phản ứng cần:
2.2,0135 u = 4,027.1,66055.\(10^{-27}\) kg
Vậy khối lượng đơteri cần là:
\(6\).\(6.10^{19}\).4,027.1,66055.\(10^{-27}\) kg ≈ 40.\(10^{-8}\) kg.
Phản ứng nhiệt hạch là
A. sự kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình tạo thành hạt nhân nặng hơn.
B. phản ứng hạt nhân thu năng lượng .
C. phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn.
D. phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.
Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng hạt nhân
A. Tỏa một nhiệt lượng lớn.
B. Cần một nhiệt độ rất cao mới thực hiện được
C. Hấp thụ một nhiệt lượng lớn.
D. Trong đó, hạt nhân của các nguyên tử nung chảy thành các nuclon.
Qua bài giảng Phản ứng nhiệt hạch này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Nêu được phản ứng nhiệt hạch là gì và giải thích được (một cách định tính) phản ứng nhiệt hạch là phản ứng toả năng lượng.
Nêu được các điều kiện để tạo ra phản ứng nhiệt hạch.
Nêu được những ưu việt của năng lượng nhiệt hạch.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 12 Bài 39 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Xét phản ứng. \(_1^2{\rm{H}} + _1^2{\rm{H}} \to _2^3{\rm{H}}e + _0^1{\rm{n}}\)
Xác định năng lượng tỏa ra bởi phản ứng đó (tính ra MeV và ra J)
Cho phản ứng hạt nhân: \(_{1}^{2}D + \ _{1}^{3}T \rightarrow \ _{2}^{4}He+X+17,6MeV\)
Tính năng lượng toả ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 2g Hêli.
Cho phản ứng: \(_{1}^{2}H + \ _{1}^{3}H \rightarrow \ _{2}^{4}He+_{0}^{1}\textrm{n}\)+ 17,6 MeV.
Tính năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 gam khí heli.
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 12 Bài 39để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 203 SGK Vật lý 12
Bài tập 2 trang 203 SGK Vật lý 12
Bài tập 3 trang 203 SGK Vật lý 12
Bài tập 4 trang 203 SGK Vật lý 12
Bài tập 39.1 trang 116 SBT Vật lý 12
Bài tập 39.2 trang 116 SBT Vật lý 12
Bài tập 39.3 trang 117 SBT Vật lý 12
Bài tập 39.4 trang 117 SBT Vật lý 12
Bài tập 39.5 trang 117 SBT Vật lý 12
Bài tập 39.6 trang 117 SBT Vật lý 12
Bài tập 39.7 trang 117 SBT Vật lý 12
Bài tập 39.8 trang 118 SBT Vật lý 12
Bài tập 39.9 trang 118 SBT Vật lý 12
Bài tập 39.10 trang 118 SBT Vật lý 12
Bài tập 39.11 trang 118 SBT Vật lý 12
Bài tập 1 trang 289 SGK Vật lý 12 nâng cao
Bài tập 2 trang 289 SGK Vật lý 12 nâng cao
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 12 DapAnHay
Xét phản ứng. \(_1^2{\rm{H}} + _1^2{\rm{H}} \to _2^3{\rm{H}}e + _0^1{\rm{n}}\)
Xác định năng lượng tỏa ra bởi phản ứng đó (tính ra MeV và ra J)
Cho phản ứng hạt nhân: \(_{1}^{2}D + \ _{1}^{3}T \rightarrow \ _{2}^{4}He+X+17,6MeV\)
Tính năng lượng toả ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 2g Hêli.
Cho phản ứng: \(_{1}^{2}H + \ _{1}^{3}H \rightarrow \ _{2}^{4}He+_{0}^{1}\textrm{n}\)+ 17,6 MeV.
Tính năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 gam khí heli.
Cho phản ứng hạt nhân : \(_{4}^{9}\textrm{Be}+_{1}^{1}\textrm{H}\rightarrow _{2}^{4}\textrm{He}+ _{3}^{6}\textrm{Li}\)
Hãy cho biết đó là phản ứng tỏa năng lượng hay thu năng lượng. Xác định năng lượng tỏa ra hoặc thu vào. Biết \(m_{Be}\) = 9,01219 u; \(m_p\) = 1,00783 u; \(m_{Li}\) = 6,01513 u; \(m_X\) = 4,0026 u; 1u = 931 MeV/c2.
Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng hạt nhân
Tính năng lượng tỏa ra khi hai hạt nhân 12D tổng hợp thành hạt nhân 24He. Biết năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 12D là 1,1 MeV/nuclôn và của 24He là 7 MeV/nuclôn
So với phản ứng phân hạch, phản ứng tổng hợp hạt nhân có ưu điểm là
Tìm phát biểu sai. Điều kiện để thực hiện phản ứng tổng hợp hạt nhân là
Để thực hiện phản ứng tổng hợp hạt nhân, cần điều kiện nhiệt độ cao hàng chục triệu độ để
Tìm phát biểu sai khi nói về phản ứng nhiệt hạch
Hãy nêu lên các điều kiện để phản ứng nhiệt hạch có thể xảy ra.
So sánh (định tính) phản ứng nhiệt hạch và phản ứng phân hạch về các đặc điểm:
a) nhiên liệu phản ứng;
b) điều kiện thực hiện;
c) năng lượng tỏa ra ứng với cùng một khối lượng nhiên liệu;
Trên một số sao người ta tìm thấy các hạt nhân cacbon có vai trò xuất phát điểm của một chuỗi phản ứng tổng hợp (được gọi là chi trình CNO). Hãy hoàn chỉnh các phản ứng đó.
1. + ? →
2. → + ?
3. + ? →
4. + ? →
5. → + ?
6. + → + ?
Xét phản ứng.
\(_{1}^{2}\textrm{H}\) + → +
a) Xác định năng lượng tỏa ra bởi phản ứng đó (tính ra MeV và ra J)
b) Tính khối lượng đơteri cần thiết để có thể thu được năng lượng nhiệt hạch tương đương với năng lượng tỏa ra khi đốt 1kg than.
Cho biết: \(\small \dpi{100} _{1}^{2}\textrm{H}= 2,0135 u\)
\(_{2}^{3}\textrm{He} = 3,0149 u\)
\(_{0}^{1}\textrm{n}= 1,0087 u\)
Năng lượng tỏa ra khi đốt 1 kg than là 30 000kJ
Phản ứng nhiệt hạch là
A. Phản ứng phân rã phóng xạ.
B. Phản ứng phân hạch.
C. Phản ứng tổng hợp hạt nhân.
D. Phản ứng hạt nhân tự phát.
Nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời là do
A. các phản ứng hoá học xảy ra trong lòng nó.
B. các phản ứng phân hạch xảy ra trong lòng nó.
C. các phản ứng nhiệt hạch xảy ra trong lòng nó.
D. các quá trình phóng xạ xảy ra trong lòng nó.
Tổng hợp hạt nhân \(_2^4He\) từ phản ứng hạt nhân
\(_1^1H + _3^7Li \to _2^4He + X\)
Mỗi phản ứng trên toả năng lượng 17,3 MeV. Năng lượng toả ra khi tổng hợp được 0,5 mol heli là
A. 2,6.1024 MeV.
B. 2,4.1024 MeV.
C. 5,2.1024 MeV.
D. 1.3.1024 MeV.
Phản ứng hạt nhân nào dưới đây không phải là phản ứng nhiệt hạch ?
\(\begin{array}{*{20}{l}} \begin{array}{l} A.\,\,_1^1H + _1^3H \to _2^4He.\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\ B.\,\,_1^2H + _1^2H \to _2^4He. \end{array}\\ \begin{array}{l} C.\,\,_1^2H + _3^6Li \to _2^4He.\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\\ D.\,\,_2^4He + _7^{14}N \to _8^{17}O + _1^1H. \end{array} \end{array}\)
Năng lượng toả ra trong phản ứng nhiệt hạch lớn hơn năng lượng toả ra trong phản ứng phân hạch vì
A. phản ứng nhiệt hạch xảy ra ở nhiệt độ rất cao.
B. mỗi phản ứng nhiệt hạch toả ra một năng lượne lớn hơn năng lượng mà mỗi phán ứng phân hạch toả ra.
C. cùng một lượng nhiên liệu của phản ứng nhiệt hạch toả ra một nănr lượng lớn hơn năng lượng mà cùng một lượng nhiên liệu của phản ứng phân hạch toả ra.
D. các hạt nhân tham gia vào phản ứng nhiệt hạch "nhẹ" hơn các hạt nhài tham gia vào phản ứng phân hạch.
Trong các nhà máy điện hạt nhân thì
A. năng lượng của phản ứng phân hạch được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
B. năng lượng của phản ứng nhiệt hạch được biến đổi trực tiếp thành điện năng.
C. năng lượng của phản ứng phân hạch được biến thành nhiệt năng, rồi thành cơ năng và sau cùng thành điện năng.
D. năng lượng của phản ứng nhiệt hạch được biến đổi thành nhiệt năng, rồi thành cơ năng và sau cùng thành điện năng.
Tính năng lượng tỏa ra trong các phản ứng sau:
\(\begin{array}{*{20}{l}} \begin{array}{l} A.\,\,_3^7Li + _1^1H \to _2^4He\;\;\\ B.\,\,_1^2H + _2^3He \to _1^1H + _2^4He + \end{array}\\ \begin{array}{l} C.\,\,_1^2H + _3^6Li \to _2^4He + _2^4He\;\;\;\;\;\;\;\\ D.\,\,_1^1H + _3^6Li \to _2^3He + _2^4He \end{array} \end{array}\)
Trong phản ứng tổng hợp heli
\(_1^2H + _3^6Li \to _2^4He + _2^4He\)
Nếu tổng hợp heli từ 1g liti thì năng lượng toả ra có thể đun sôi bao nhiêu kilôgam nước ở 0oC ?
Rơ-dơ-pho đã làm thí nghiệm sau : Bắn phá \(_7^{14}N\) bằng hạt α; hạt \(_7^{14}N\) lấy hạt đạn α đó và lập tức phân rã thành hạt nhân ôxi bền.
a) Viết các phương trình phản ứng trên.
b) Tính năng lượng toả ra hay thu vào của phản ứng đó.
Xác định năng lượng cực tiểu của các phôtôn cần thiết để kích thích sự tạo thành các phản ứng :
\(\begin{array}{*{20}{c}} {}&{_4^9Be + hf \to 2\left( {_2^4He} \right) + _0^1n}\\ {}&{_6^{12}C + hf \to 3\left( {_2^4He} \right)} \end{array}\)
Viết phản ứng hạt nhân biến thuỷ ngân (198Hg) thành vàng (giấc mơ của các nhà giả kim thuật ngày xưa).
Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng hạt nhân
A. Tỏa nhiệt.
B. Cần một nhiệt độ cao mới thực hiện được.
C. Hấp thụ một nhiệt lượng lớn.
D. Trong đó, hạt nhân của các nguyên tử bị nung chảy thành các nuclon.
Phản ứng nhiệt hạch và phản ứng phân hạch là hai phản ứng hạt nhân trải ngược nhau vì.
A. Một phản ứng tỏa và một phản ứng thu năng lượng.
B. Một phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thấp, phản ứng kia ở nhiệt độ cao.
C. Một phản ứng là tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn, phản ứng kia là sự vỡ một hạt nhân nặng thành hai hạt nhân nhẹ hơn.
D. Một phản ứng diễn biến rất chậm, phản ứng kia rất nhanh.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
Anh/chị nào giúp em giải bài tập này với ạ. Em cảm ơn nhiều lắm.
Cho phản ứng hạt nhân \(_{1}^{3}\textrm{T} + _{1}^{2}\textrm{D}\rightarrow _{2}^{4}\textrm{He} + n + 17,5 MeV\). Cho NA = 6,02.1023 mol-1. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 336 cm3 khí Heli ở điều kiện tiêu chuẩn bằng
A. 25284 J.
B. 50568 J.
C. 1,58.1023 J.
D. 9,03.1021 J.
Câu trả lời của bạn
C
Mọi người ơi, giúp mình câu này nhé. Chịu thua mấy câu ra đề kiểu tính toán thế này đó. Cảm ơn nhiều.
Xét hai phản ứng hạt nhân \(_{1}^{2}\textrm{D} + _{1}^{2}\textrm{D} \rightarrow _{2}^{3}\textrm{He} + n + 3,083 MeV\) và \(n + _{92}^{235}\textrm{U} \rightarrow _{39}^{94}\textrm{Y} + _{53}^{139}\textrm{I} + 3 n + 175,9 MeV\). Gọi E1 là năng lượng tỏa ra khi dùng hết 5 g nhiên liệu \(_{1}^{2}\textrm{D}\); E2 là năng lượng tỏa ra khi dùng hết 5 g nhiên liệu \(_{92}^{235}\textrm{U}\). Lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u gần bằng số khối. Chọn phát biểu đúng.
A. E2 = 1,03E1.
B. E2 = 2,06E1.
C. E1 = 2,06E2.
D. E1 = 1,03E2.
Bạn giải như này nhé:
Hai nguyên tử \(_{1}^{2}\textrm{D}\) tham gia một phản ứng nhiệt hạch
\(E_1=n_DQ_1=\frac{m_DN_AQ_1}{2M_D}= 2,32078.10^{24}(MeV)\)
\(E_2=n_UQ_2=\frac{m_UN_AQ_2}{M_U}= 2,25382.10^{24}(MeV)\)
\(\Rightarrow E_1 = 1,03E_2\)
Chào em nhé! Bài này mình giải theo 2 bước là tìm số mol Heli sau đó tính năng lượng là ra nha.
\(N=\frac{V}{22,4}=\frac{336.10^{-3}}{22,4}=0,015(mol)\)
\(E = N.N_A.Q=1,5808.10^{23}(MeV) = 2,5293.10^{10}(J)\)
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *