Giải bài 1 2 3 4 5 6 trang 198 sgk Vật Lí 12

Nội Dung

Hướng dẫn giải Bài 38. Phản ứng phân hạch sgk Vật Lí 12. Nội dung bài Giải bài 1 2 3 4 5 6 trang 198 sgk Vật Lí 12 bao gồm đầy đủ phần lý thuyết, câu hỏi và bài tập, đi kèm công thức, định lí, chuyên đề có trong SGK để giúp các em học sinh học tốt môn vật lý 12, ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia.

LÍ THUYẾT

1. Phân hạch là sự phá vỡ của một hạt nhân nặng thành hai hạt nhân trung bình, kèm theo một vài nơtron phát ra.

2. Phản ứng phân hạch là phản ứng tỏa năng lượng, năng lượng đó gọi là năng lượng phân hạch.

3. Phân hạch của ²³⁵U dưới tác dụng của một nơtron tỏa ra năng lượng vào cỡ 200MeV và được duy trì theo quá trình dây chuyền (trong điều kiện khối lượng ²³⁵U đủ lớn). Các sảm phẩm phân hạch là những hạt nhân chứa nhiều nơtron và phóng xạ β^–.

4. Phản ứng phân hạch dây chuyền có điều khiển được tạo ra trong lò phản ứng hạt nhân.

5. Điều kiện xảy ra phản ứng phân hạch: Phải truyền cho X một năng lượng đủ lớn (năng lượng kích hoạt) vào cỡ vài MeV để X chuyển sang trạng thái kích thích X*, trạng thái này không bền vững và X sẽ phân hạch.

CÂU HỎI (C)

1. Trả lời câu hỏi C1 trang 195 Vật Lý 12

Quá trình phóng xạ α có phải là phân hạch hay không?

Trả lời:

Quá trình phóng xạ α không phải là sự phân hạch vì hai mảnh vỡ có khối lượng khác nhau nhiều.

2. Trả lời câu hỏi C2 trang 195 Vật Lý 12

Tại sao không dùng proton thay cho nơtron?

Trả lời:

Ta dùng nơtron bắn vào hạt nhân X để hạt nhân X chuyển sang một trạng thái kích thích X*. Ta không dung proton thay cho nơtron vì proton mang điện tích dương sẽ chịu tác dụng của lực đẩy do các hạt nhân tác dụng.

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP

Dưới đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 trang 198 sgk Vật Lí 12 đầy đủ và ngắn gọn nhất. Nội dung chi tiết bài giải (câu trả lời) các câu hỏi và bài tập các bạn xem sau đây:

❓

1. Giải bài 1 trang 198 Vật Lý 12

So sánh quá trình phóng xạ α và quá trình phân hạch.

Trả lời:

Phóng xạ α	Phân hạch
– Tự hủy thành hạt nhân mới cùng với các hạt α (và có thể thêm ɣ ). – Là quá trình phân hủy tự phát của một hạt nhân không bền vững. – Năng lượng tạo ra rất nhỏ so với phản ứng phân hạch. – Không thể tạo ra phản ứng dây chuyền. – Tỏa năng lượng.	– Vỡ thành hai mảnh, kèm theo sự phát ra một và nơtron. – Là quá trình tự phát xảy ra với xác suất rất nhỏ, đa số là các phản ứng phân hạch kích thích. – Năng lượng tạo ra từ phản ứng phân hạch rất lớn so với năng lượng phóng xạ. – Có thể tạo ra phản ứng dây chuyền – Tỏa năng lượng.

2. Giải bài 2 trang 198 Vật Lý 12

Căn cứ vào độ lớn của \( \frac{W_{lk}}{A}\) chứng tỏ rằng, quá trình phân hạch thường chỉ xảy ra đối với các hạt nhân có số nuclôn lớn hơn hay bằng 200.

Trả lời:

Vì trong quá trình phân hạch, hạt nhân bị phân hạch sẽ vỡ ra và tạo thành hai hạt nhân có số khối trung bình đồng thời tỏa năng lượng nên đối với phản ứng phân hạch thì \({{{W_{lk}}} \over A}\) sau (các hạt có số A vào cỡ 100) sẽ lớn hơn \({{{W_{lk}}} \over A}\) trước (các hạt có số A lớn hơn 200). Do vậy muốn xảy ra loại phản ứng này thì hạt nhân tham gia phản ứng phải có số nuclon lớn hơn hoặc bằng 200.

?

1. Giải bài 3 trang 198 Vật Lý 12

Chọn câu đúng.

Phần lớn năng lượng giải phóng trong phân hạch là

A. động năng các nơtron phát ra.

B. động năng các mảnh.

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

D. năng lượng prôtôn của tia ɣ.

Bài giải:

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

⇒ Đáp án: B.

2. Giải bài 4 trang 198 Vật Lý 12

Hoàn chỉnh các phản ứng:

\( _{0}^{1}\textrm{n}\) + \( _{92}^{235}\textrm{U}\) → \( _{39}^{94}\textrm{Y}\) + \( _{?}^{140}\textrm{I}\) + x\( \left ( _{0}^{1}\textrm{n} \right )\)

\( _{0}^{1}\textrm{n}\) + \( _{92}^{235}\textrm{U}\) → \( _{?}^{95}\textrm{Zn}\) + \( _{52}^{138}\textrm{Te}\) + x\( \left ( _{0}^{1}\textrm{n} \right )\)

Bài giải:

+ Phản ứng: \( _{0}^{1}\textrm{n}\) + \( _{92}^{235}\textrm{U}\) → \( _{39}^{94}\textrm{Y}\) + \( _{?}^{140}\textrm{I}\) + x\( \left ( _{0}^{1}\textrm{n} \right )\)

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số nuclon ta có:

\(\left\{ \matrix{
0 + 92 = 39 + Z + 0.x \hfill \cr
1 + 235 = 94 + 140 + 1.x \hfill \cr} \right. \Rightarrow \left\{ \matrix{
Z = 53 \hfill \cr
x = 2 \hfill \cr} \right.\)

⇒ Phương trình phản ứng:

\( _{0}^{1}\textrm{n}\) + \( _{92}^{235}\textrm{U}\) → \( _{39}^{94}\textrm{Y}\) + \( _{53}^{140}\textrm{I}\) + 2\( \left ( _{0}^{1}\textrm{n} \right )\)

+ Phản ứng: \( _{0}^{1}\textrm{n}\) + \( _{92}^{235}\textrm{U}\) → \( _{?}^{95}\textrm{Zn}\) + \( _{52}^{138}\textrm{Te}\) + x\( \left ( _{0}^{1}\textrm{n} \right )\)

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số nuclon ta có:

\(\left\{ \matrix{
0 + 92 = Z + 52 + 0.x \hfill \cr
1 + 235 = 95 + 138 + 1.x \hfill \cr} \right. \Rightarrow \left\{ \matrix{
Z = 40 \hfill \cr
x = 3 \hfill \cr} \right.\)

⇒ Phương trình phản ứng:

\( _{0}^{1}\textrm{n}\) + \( _{92}^{235}\textrm{U}\) → \( _{40}^{95}\textrm{Zn}\) + \( _{52}^{138}\textrm{Te}\) + 3\( \left ( _{0}^{1}\textrm{n} \right )\)

3. Giải bài 5 trang 198 Vật Lý 12

Xét phản ứng phân hạch:

\( _{0}^{1}\textrm{n}\) + \( _{92}^{235}\textrm{U}\) → \( _{53}^{139}\textrm{I}\) + \( _{39}^{94}\textrm{Y}\) + 3\( \left ( _{0}^{1}\textrm{n} \right )\) + ɣ

Tính năng lượng toả ra khi phân hạch một hạt nhân ²³⁵U

Cho biết ²³⁵U = 234,99332 u

¹³⁹I = 138,89700 u

⁹⁴Y = 93,89014 u

Bài giải:

Phương trình phản ứng hạt nhân:

\( _{0}^{1}\textrm{n}\) + \( _{92}^{235}\textrm{U}\) → \( _{53}^{95}\textrm{I}\) + \( _{39}^{94}\textrm{Y}\) + 3\( \left ( _{0}^{1}\textrm{n} \right )\) + ɣ

Năng lượng toả ra khi phân hạch một hạt nhân ²³⁵U là:

\(\begin{array}{l}{\rm{W}} = \left[ {{m_{trc}} – {m_{sau}}} \right]{c^2}\\ = \left[ {\left( {{m_n} + {m_U}} \right) – \left( {{m_I} + {m_Y} + 3{m_n}} \right)} \right]{c^2}\\ = \left[ {\left( {1,00866u + 234,99332u} \right) – \left( {138,89700u + 93,89014u + 3.1,00866u} \right)} \right]{c^2}\\ = 0,18886u{c^2}\\ = 0,18886.931,5 = 175,923MeV\end{array}\)

4. Giải bài 6 trang 198 Vật Lý 12

Tính năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1kg ²³⁵U.

Cho rằng mỗi phân hạch tỏa ra năng lượng 200MeV.

Bài giải:

Số hạt nhân \( _{92}^{235}\textrm{U}\) trong 1kg \( _{92}^{235}\textrm{U}\) là:

\({N_{235}} = {m \over A}{N_A} = {{{{10}^3}} \over {235}}{.6,02.10^{23}} = {2,5617.10^{24}}\)

Mỗi phân hạch toả ra năng lượng 200MeV ⇒ Năng lượng toả ra khi phân hạch 1kg ²³⁵U là:

\({\rm{W}} = {2,5617.10^{24}}.200MeV \)

\(= {2,5617.10^{24}}{.200.1,6.10^{ – 13}}(J) = {8,2.10^{13}}(J)\)

Bài trước:

Giải bài 1 2 3 4 5 trang 194 sgk Vật Lí 12

Bài tiếp theo:

Giải bài 1 2 3 4 trang 203 sgk Vật Lí 12

Xem thêm:

Trên đây là phần Hướng dẫn Giải bài 1 2 3 4 5 6 trang 198 sgk Vật Lí 12 đầy đủ, ngắn gọn và dễ hiểu nhất. Chúc các bạn làm bài môn Vật lý 12 tốt nhất!

“Bài tập nào khó đã có giaibaisgk.com“