Dự án lò phản ứng nhiệt hạch ITER tại Pháp dùng phản ứng nhiệt hạch $\left. {{}_{1}^{2}D} +

Câu hỏi số 952504:

Vận dụng

Dự án lò phản ứng nhiệt hạch ITER tại Pháp dùng phản ứng nhiệt hạch $\left. {{}_{1}^{2}D} + {{}_{1}^{3}T}\rightarrow{{}_{2}^{4}H}e + {{}_{0}^{1}n} \right.$ để phát điện với công suất điện tạo ra là 500 MW và hiệu suất chuyển hóa từ nhiệt sang điện bằng 25%. Cho độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D và hạt nhân He lần lượt là 0,009106 amu; 0,002491 amu và 0,030382 amu, 1 amu = 931,5 MeV/c², 1eV = 1,6.10^-19J. Khối lượng Heli do nhà máy thải ra trong 1 năm (365 ngày) là bao nhiêu kg? (kết quả làm tròn đến chữ số hàng đơn vị).

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:952504

Phương pháp giải

Năng lượng tỏa ra của 1 phản ứng: $E_{toa} = \left( {\Delta m_{sau} - \Delta m_{trc}} \right).c^{2}$

Năng lượng nhà máy tạo ra (năng lượng có ích): $A_{ci} = P.t$

Hiệu suất: $\left. H = \dfrac{A_{ci}}{A_{tp}}.100\%\Rightarrow A_{tp} \right.$

Công thức liên hệ giữa khối lượng và số hạt: $\left. N = \dfrac{m}{A}.N_{A}\Rightarrow m \right.$

Giải chi tiết

Phản ứng: $\left. {{}_{1}^{2}D} + {{}_{1}^{3}T}\rightarrow{{}_{2}^{4}H}e + {{}_{0}^{1}n} \right.$

Năng lượng tỏa ra của một phản ứng là:

$E_{0} = \left( {\Delta m_{He} - \Delta m_{D} - \Delta m_{T}} \right).c^{2} = \left( {0,030382 - 0,009106 - 0,002491} \right).931,5$

$\left. \Rightarrow E_{0} = 17,498MeV = 2,8.10^{- 12}J \right.$

Vậy mỗi phản ứng tỏa ra năng lượng $E_{0} = 2,8.10^{- 12}J$ và tổng hợp được 1 hạt nhân Heli.

Năng lượng nhà máy tạo ra trong 1 năm:

$A_{ci} = P.t = 500.10^{6}.365.86400 = 1,5768.10^{16}J$

Năng lượng nhiệt cung cấp cho nhà máy (bằng năng lượng tỏa ra từ các phản ứng hạt nhân):

$A_{tp} = \dfrac{A_{ci}}{H} = \dfrac{1,5768.10^{16}}{0,25} = 6,3072.10^{16}J$

Số hạt nhân He nhà máy thải ra trong 1 năm là:

$N = \dfrac{A_{tp}}{E_{0}} = \dfrac{6,3072.10^{16}}{2,8.10^{- 12}} = 2,2526.10^{28}$

Ta có: $N = \dfrac{m_{He}}{A_{He}}.N_{A}$

$\left. \Rightarrow m_{He} = \dfrac{N.A_{He}}{N_{A}} = \dfrac{2,2526.10^{28}.4}{6,02.10^{23}} = 149672,5g \approx 150kg \right.$

Đáp án cần điền là: 150

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.