Xem toàn bộ tài liệu Lớp 12: tại đây

Xem thêm các sách tham khảo liên quan:

• Sách Giáo Khoa Vật Lý 12 nâng cao
• Sách Giáo Khoa Vật Lý 12
• Giải Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
• Giải Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
• Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12
• Sách Giáo Viên Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao
• Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12
• Sách Bài Tập Vật Lí Lớp 12 Nâng Cao

Giải Bài Tập Vật Lí 12 – Bài 38: Phản ứng phân hạch giúp HS giải bài tập, nâng cao khả năng tư duy trừu tượng, khái quát, cũng như định lượng trong việc hình thành các khái niệm và định luật vật lí:

C1 trang 195 SGK: 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.

C2 trang 195 SGK: 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.

Bài 1 (trang 198 SGK Vật Lý 12): So sánh quá trình phóng xạ α và quá trình phân hạch.

Lời giải:

So sánh quá trình phân rã và quá trình phân hạch:

   + Giống nhau: quá trình phân rã α và quá trình phân hạch đều tỏa năng lượng

   + Khác nhau:

– Quá trình phóng xạ α là quá trình phân hủy tự phát của một hạt nhân không bền vững còn quá trình phân hạch tự phát xảy ra với xác suất rất nhỏ, đa số là các phản ứng phân hạch kích thích.

– Các phản ứng phân hạch khác với phóng xạ các hạt tạo ra từ phản ứng phân hạch có cùng một cỡ khối lượng

– Phân rã α phóng ra hạt α, còn trong quá trình phân hạch hạt phóng ra là nơtron

– Năng lượng tạo ra từ phản ứng phân hạch rất lớn so với năng lượng phóng xạ.

– Phản ứng phân hoạch có thể tạo ra phản ứng dây chuyền còn sự phóng xạ α không thể tạo ra phản ứng dây chuyền.

Bài 2 (trang 198 SGK Vật Lý 12): Căn cứ vào độ lớn của W_lk/A chứng tỏ rằng, quá trình phân hạch thường chỉ xảy ra đối với các hạt nhân có số nuclon lớn hơn hay bằng 200.

Lời giải:

Vì trong quá trình phân hạch, hạt nhân bị phân hạch sẽ vở ra và tạo thành hai hạt nhân có số khối trung bình đồng thời tỏa năng lượng, nên năng lượng liên kết riêng W_lk/A sau (có số khối vào cỡ 100) sẽ lớn hơn năng lượng liên kết riêng W_lk/A trước. 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.

Bài 3 (trang 198 SGK Vật Lý 12): Chọn đáp án đúng. Phần năng lượng giải phóng trong phân hạch là

A. động năng của các nơtron phát ra.

B. động năng các mảnh.

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

D. năng lượng các photon của tia γ

Lời giải:

Chọn đáp án B.

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

Ví dụ: Mỗi phân hạch Urani giải phóng năng lượng 200MeV, lượng năng lượng này được phân bố như sau:

Động năng của các mảnh: 168MeV

Tia γ: 11 MeV

Các nơtron + β + Nitrino: 21MeV

Bài 4 (trang 198 SGK Vật Lý 12): Hoàn chỉnh các phản ứng:

Lời giải:

∗ Xét phản ứng:

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 0 + 92 = 39 + Z → Z = 53

Áp dụng định luật bảo toàn số nuclon: 1 + 235 = 94 + 140 + 1X → X = 2

∗ Xét phản ứng:

Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 0 + 92 = Z + 52 → Z = 40

Áp dụng định luật bảo toàn số nuclon: 1 + 235 = 95 + 138 + x ⇒ x = 3

Bài 5 (trang 198 SGK Vật Lý 12): Xét phản ứng phân hạch:

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

Cho biết: ²³⁵U = 234,99332u; ¹³⁹I = 138,89700u; ⁹⁴γ = 93,89014u

Lời giải:

Phản ứng phân hạch:

Ta có khối lượng của các hạt nhân trên là:

m_n = 1,00866u; m_U = 234,99332u; m_I = 138,89700u; m_γ = 93,89014u

Tổng khối lượng các hạt trước tương tác là: M₀ = m_n + m_U

Tổng khối lượng các hạt nhân sau tương tác là: M = m_I + m_Y + 3m_n

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

W = (M₀ – M)c² = [m_n + m_U – (m_I + m_Y + 3m_n)].c²

= (234,99332u + 1,00866u – 138,89700u – 93,89014u – 3. 1,00866u).c²

= 0,18886u.c² = 0,18886. 931,5 = 175,923 MeV

Bài 6 (trang 198 SGK Vật Lý 12): Tính năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1 kg ²³⁵U. Cho rằng mỗi phân hạch tỏa ra năng lượng 200MeV.

Lời giải:

Số nguyên tử ²³⁵U có trong 1 kg ²³⁵U là:

Vì năng lượng tỏa ra khi phân hạch một hạt nhân là 200MeV nên năng lượng tỏa ra khi phân hạch N nguyên tử là:

W = N.200 = 2,5617.10²⁴.200 = 5,1234.10²⁶ MeV = 8,197.10¹³ (J)