Bài 1 trang 203 sgk Vật lí 12

Hãy nêu lên các điều kiện để phản ứng nhiệt hạch có thể xảy ra.

Trả lời:

Nhiệt độ của hỗn hợp phải cỡ 100 triệu độ ; mật độ hạt trong khối plasma phải đủ lớn ; thời gian duy trì trạng thái plasma phải đủ dài.

Bài 2 trang 203 sgk Vật lí 12

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;

d) ô nhiễm môi trường.

Trả lời:

a) Nhiên liệu cho phản ứng nhiệt hạch dồi dào hơn.

b) Điều kiện thực hiện phản ứng nhiệt hạch khó khăn hơn.

c) Với cùng một khối nhiên liệu thì năng lượng tỏa ra trong phản ứng nhiệt hạch lớn hơn nhiều so với phản ứng phân hạch.

Bài 3 trang 203 sgk Vật lí 12

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. \( _{6}^{12}\textrm{C}\) + ? → \( _{7}^{13}\textrm{N}\)

2. \( _{7}^{13}\textrm{N}\) → \( _{6}^{13}\textrm{C}\) + ?

3. \( _{6}^{13}\textrm{C}\) + ? → \( _{7}^{14}\textrm{N}\)

4. \( _{7}^{14}\textrm{N}\) + ? → \( _{8}^{15}\textrm{O}\)

5. \( _{8}^{15}\textrm{O}\) → \( _{7}^{15}\textrm{N}\) + ?

6. \( _{7}^{15}\textrm{N}\) + \( _{1}^{1}\textrm{H}\) → \( _{6}^{12}\textrm{C}\) + ?

Trả lời:

1. \( _{6}^{12}\textrm{C}\) + \( _{1}^{1}\textrm{H}\) → \( _{7}^{13}\textrm{N}\)

2. \( _{7}^{13}\textrm{N}\) → \( _{6}^{13}\textrm{C}\) + \( _{1}^{0}\textrm{e}\)

3. \( _{6}^{13}\textrm{C}\) + \( _{1}^{1}\textrm{H}\) → \( _{7}^{14}\textrm{N}\)

4. \( _{7}^{14}\textrm{N}\) + \( _{1}^{1}\textrm{H}\) → \( _{8}^{15}\textrm{O}\)

5. \( _{8}^{15}\textrm{O}\) → \( _{7}^{15}\textrm{N}\) + \( _{1}^{0}\textrm{e}\)

6. \( _{7}^{15}\textrm{N}\) + \( _{1}^{1}\textrm{H}\) → \( _{6}^{12}\textrm{C}\) + \( _{2}^{4}\textrm{He}\)

Bài 4 trang 203 sgk Vật lí 12

Xét phản ứng.

\( _{1}^{2}\textrm{H}\) + \( _{1}^{2}\textrm{H}\) → \( _{2}^{3}\textrm{He}\) + \( _{0}^{1}\textrm{n}\)

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: \( _{1}^{2}\textrm{H}\) = 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.

Trả lời:

a)      W_tỏa = 0,0034.931,5 = 3,167 MeV = 3,167.1,6.10^-13 J

b)      Đốt 1kg than cho 3.10⁷ J, tương đương với năng lượng tỏa ra bởi :

\( \frac{3.10^{7}}{5,07.10^{-13}}\) ≈ 6.10¹⁹ phản ứng

Mỗi phản ứng cần:

              2.2,0135 u = 4,027.1,66055.10^-27 kg

Vậy khối lượng đơteri cần là:

              6.10¹⁹.4,027.1,66055.10^-27 kg ≈ 40.10^-8 kg.

Giaibaitap.me