Xét phản ứng nhiệt hạch: \(_{1}^{2}\textrm{D} + _{1}^{2}\textrm{D} \rightarrow _{2}^{3}\textrm{He} +n\). Cho mD = 2,01410u; mHe = 3,01603u; mn = 1,0087u; 1u = 931,5 MeV/c2. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1 g \(_{2}^{3}\textrm{He}\) bằng

A. 6,486.1023 J

B. 6,486.1023 MeV

C. 6,486.1022 MeV

D. 6,486.1022 J

Hướng dẫn

Năng lượng tỏa ra từ một phản ứng

\(\Delta E = (2m_D-m_{He}-m_n).931,5= 3,232305(MeV)\)

Số hạt có trong 1g \(_{2}^{3}\textrm{He}\)

\(N=\frac{m}{M_{He}}.N_A=2,0074.10^{23}(hat)\)

Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1 g \(_{2}^{3}\textrm{He}\) bằng

\(Q=N.\Delta E = 6,486.10^{23}(MeV)\)

Xét phản ứng nhiệt hạch: \(_{1}^{2}\textrm{D} + _{1}^{2}\textrm{D} \rightarrow _{1}^{3}\textrm{T} + p\). Cho độ hụt khối của các hạt nhân D và T lần lượt là 0,002491u và 0,009106u; 1u = 931,5 MeV/c2. Cho năng suất tỏa nhiệt của xăng là 46000 kJ/kg. Để có năng lượng tương đương khi dùng 1 g \(_{1}^{2}\textrm{D}\) làm nhiên liệu trong phản ứng nhiệt hạch trên thì khối lượng xăng cần đem đốt bằng

A. 4023,34 kg.

B. 1926,4 kg.

C. 2011,8 kg.

D. 1012,8 kg.

Hướng dẫn

Năng lượng của một phản ứng

\(Q=(\Delta m_T – 2 \Delta m_D).931,5 = 3,841506(MeV)=6,1464.10^{-13}(J)\)

Số hạt có trong 1 g \(_{1}^{2}\textrm{D}\) là

\(N = \frac{m}{M_T}N_A=3,0111.10^{23}(hat)\)

Số phản ứng xảy ra là \(\frac{N}{2}\)

Năng lượng khi 1 g \(_{1}^{2}\textrm{D}\) phân hạch hoàn toàn

\(E = \frac{NQ}{2}= 9,2537.10^{10}(J)\)

Khối lượng xăng cần đem đốt bằng

\(E = C.m \Rightarrow m = \frac{E}{C}=2011,68(kg)\)