Cho phản ứng hạt nhân:
21D+21D→32He+10n
Biết độ hụt khối của 21D và 32He lần lượt là ΔmD=0,0024u;ΔmHe=0,0505u, cho 1u=931,5MeV/c2;NA=6,022.1023mol−1. Nước trong tự nhiên có chứa 0,015%D2O, nếu toàn bộ 21D được tách ra từ 1kg nước làm nhiên liệu dùng cho phản ứng trên thì tỏa ra năng lượng là
Trả lời bởi giáo viên
Năng lượng tỏa ra từ 1 phản ứng là:
ΔE=(ΔmHe+Δn−2.ΔmD).c2⇒ΔE=(0,0505+0−2,0,0024).931,5⇒ΔE=42,57(MeV)=6,811.10−12(J)
Khối lượng D2O có trong 1kg nước là:
mD2O=1000.0,015
Số phân tử D2O có trong 1kg nước là:
N=mMD2O.NA=0,1520.6,022.1023=4,5165.1021 (phân tử)
Mỗi phản ứng cần dùng 1 phân tử D2O. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp từ 1kg nước là:
E=N.ΔE=4,5165.1021.6,811.10−12⇒E=3,0762.1010(J)=30,762.106(kJ)
Hướng dẫn giải:
Năng lượng tỏa ra từ 1 phản ứng: ΔE=(ΔmHe+Δn−2.ΔmD).c2
Số phân tử D2O: N=mMD2O.NA
Tổng năng lượng tỏa ra: E=N.ΔE