Hình sau mô tả một phản ứng hạt nhân.

Năng lượng toả ra trong phản ứng trên là \(17,3{\rm{ MeV}}{\rm{.}}\)

Khi được đặt trong nhiệt độ phù hợp, hai hạt nhân \({}_1^2H\) có thể kết hợp để tạo ra hạt nhân \({}_Z^AX\) cùng với một proton. Hãy xác định \({}_Z^AX\).

So sánh phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch.

Tìm hiểu và trình bày sơ lược về các phản ứng nhiệt hạch để tạo ra năng lượng trong lõi của Mặt Trời.

Quá trình đầu tiên trong chuỗi phản ứng nhiệt hạch xảy ra ở Mặt Trời là quá trình tổng hợp \({}_1^2H\) từ hai proton (sản phẩm sau phản ứng còn có hạt positron \({}_1^0e\) và neutrino \({\nu _e}\), được học trong Bài 17). Hãy viết phương trình phản ứng nhiệt hạch này.

Tính năng lượng tỏa ra khi 100 g \({}_2^3He\) được tạo thành trong phản ứng nhiệt hạch:

\({}_1^2H + {}_1^2H \to {}_2^3He + {}_0^1n\), biết rằng mỗi phản ứng này toả ra năng lượng khoảng 3,27 MeV. So sánh với năng lượng tỏa ra khi phân hạch hoàn toàn 100 g \({}_{92}^{235}U\), biết trung bình mỗi phản ứng phân hạch của \({}_{92}^{235}U\) tỏa ra năng lượng khoảng 200 Mev.

Phản ứng nhiệt hạch là

A. phản ứng hạt nhân tự phát.                            

B. phản ứng tổng hợp hạt nhân.

C. phản ứng phân hạch.                                     

D. phản ứng tổng hợp hai hạt nhân nặng.

Nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời là do

A. các phản ứng nhiệt hạch xảy ra trong lòng nó.

B. các phản ứng phân hạch xảy ra trong lòng nó.

C. các phản ứng hoá học xảy ra trong lòng nó.

D. các phản ứng hạt nhân tự phát dây chuyền trong lòng nó.

Phản ứng hạt nhân nào sau đây không phải là phản ứng nhiệt hạch?

A. \(_1^2{\rm{H}} + _1^2{\rm{H}} \to _2^4{\rm{He}}.\)

B. \(_1^2{\rm{H}} + _3^6{\rm{Li}} \to 2_2^4{\rm{He}}.\)

C. \(_2^4{\rm{He}} + _7^{14}\;{\rm{N}} \to _8^{17}{\rm{O}} + _1^1{\rm{H}}.\)

D. \(_1^1{\rm{H}} + _1^3{\rm{H}} \to _2^4{\rm{He}}.\)

Mỗi phản ứng nhiệt hạch có phương trình \({}_1^2D + {}_1^2D \to {}_2^3He + {}_0^1n\) (4.1) toả ra năng lượng khoảng 3,30 MeV. Trong khi đó, mỗi phản ứng phân hạch \({}_{92}^{235}U\)toả ra trung bình khoảng 200,0 MeV. Tính năng lượng toả ra khi tổng hợp hoàn toàn 1,000 kg \({}_1^2D\) theo phương trình (4.1) và năng lượng toả ra khi phân hạch hoàn toàn 1,000 kg \({}_{92}^{235}U\). So sánh kết quả tính được và rút ra nhận xét.

Hiện nay, công suất phát xạ năng lượng của Mặt Trời khoảng 3,83.10²⁶ W.

a) Dựa vào hệ thức liên hệ giữa khối lượng và năng lượng, tính khối lượng Mặt Trời giảm đi mỗi giây.

b) Giả sử rằng Mặt Trời duy trì công suất phát xạ năng lượng này trong suốt khoảng thời gian từ khi hình thành (4,50 tỉ năm trước) cho đến hiện tại. Biết rằng, khối lượng Mặt Trời hiện nay là 1,99.10²⁶ kg. Khối lượng này bằng bao nhiêu phần trăm khối lượng ban đầu của Mặt Trời khi mới hình thành?

Phản ứng nhiệt hạch là

A. sự biến đổi hạt nhân dưới tác dụng nhiệt.

B. sự phân rã của một hạt nhân thành những hạt nhân khác một cách tự phát.

C. phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành các hạt nhân nhẹ hơn.

D. phản ứng hạt nhân toả năng lượng.

Trong mỗi phát biểu sau, em hãy chọn đúng hoặc sai.

a) Trong các phản ứng hạt nhân, điện tích và số khối được bảo toàn nên số neutron cũng được bảo toàn.

b) Cho phản ứng hạt nhân \(_0^1{\rm{n}} + _{92}^{235}{\rm{U}} \to _{38}^{94}{\rm{Sr}} + {\rm{X}} + 2_0^1{\rm{n}}.\)Hạt nhân X có 54 proton và 86 neutron.

c) Trong phản ứng nhiệt hạch: \(_1^2{\rm{H}} + _1^3{\rm{H}} \to _2^4{\rm{He}} + _0^1{\rm{n}} + 17,6{\rm{MeV}}\), năng lượng cần cung cấp cho phản ứng là 17,6MeV

d) Công nghệ hạt nhân đang được ứng dụng nhiều trong y học, công nghiệp, nông nghiệp, khảo cổ học, thực phẩm.

e) Trong phản ứng hạt nhân chỉ có sự bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối.

f) Phản ứng nhiệt hạch là nguồn năng lượng của Mặt Trời và các sao.

Bom hydrogen (bom H) là một loại vũ khí hạt nhân có sức tàn phá lớn hơn bom nguyên tử (bom A) rất nhiều lần, dù hiện nay cả bom hydrogen và bom nguyên tử đều không được sử dụng trong các cuộc chiến tranh. Sở dĩ bom hydrogen có sức tàn phá lớn như vậy là do nó là sự kết hợp của phản ứng phân hạch của \(_{92}^{235}{\rm{U}}\) (giai đoạn 1) để tạo ra môi trường có nhiệt độ rất cao, cung cấp động năng cho các hạt tham gia phản ứng nhiệt hạch (giai đoạn 2) theo phương trình phản ứng \(_1^2{\rm{H}} + _1^3{\rm{H}} \to _2^4{\rm{He}} + _0^1{\rm{n}} + 17,6{\rm{MeV}}\). Giả sử năng lượng toả ra từ quá trình phân hạch còn lại sau khi tạo phản ứng nhiệt hạch là 2,8.10¹⁰ J và khối lượng \(_2^4{\rm{He}}\)được tạo thành từ một vụ nổ bom hydrogen trong thí nghiệm vũ khí hạt nhân là 200 g thì sức tàn phá của quả bom này tương đương với khoảng bao nhiêu tấn thuốc nổ TNT? Biết rằng năng lượng toả ra khi một tấn thuốc nổ TNT cháy hoàn toàn là 4,2.10⁹ J. Cho số Avogadro là N_A ≈ 6,022.10²³ mol^-1.

A. 20 197,14 tấn.          

B. 20 190,48 tấn.          

C. 20 166,6 tấn.            

D. 20 183,81 tấn.

Xét phản ứng nhiệt hạch: \(_1^2{\rm{H}} + _1^3{\rm{H}} \to _2^4{\rm{He}} + _0^1{\rm{n}}\). Để tổng hợp được 50 g He thì khối lượng \(_1^2{\rm{H}}\)và \(_1^3{\rm{H}}\) phải sử dụng là bao nhiêu? Coi khối lượng mol gần bằng số khối của hạt nhân. Biết số Avogadro là N_A ≈ 6,022.10²³ mol^-1.

Xét phản ứng nhiệt hạch: \(_1^2{\rm{H}} + _1^2{\rm{H}} \to _2^4{\rm{He}}\) có năng lượng toả ra là 3,25 MeV. Nếu quá trình nhiệt hạch sử dụng hết 150 g \(_1^2{\rm{H}}\)thì tổng năng lượng thu được là bao nhiêu? Coi khối lượng mol gần bằng số khối của hạt nhân. Biết số Avogadro là N_A ≈ 6,022.10²³ mol^-1.

Năng lượng của Mặt Trời và các ngôi sao trong vũ trụ đều có nguồn gốc từ các phản ứng nhiệt hạch, bắt đầu từ việc đốt cháy hydrogen để tạo thành helium (được gọi là chu trình proton – proton). Xét một ngôi sao đã đốt cháy hoàn toàn hydrogen thành helium và coi rằng các hạt nhân helium tạo thành đều tham gia vào quá trình ba – alpha theo phương trình: \(_2^4{\rm{He}} + _2^4{\rm{He}} + _2^4{\rm{He}} \to _6^{12}{\rm{C}} + 7,275{\rm{MeV}}.\) Nếu khối lượng của ngôi sao vào thời điểm đó là 4.10³⁰ kg (khi tất cả hạt nhân trong ngôi sao đều là helium) và công suất toả nhiệt của ngôi sao là 3,8.10³⁰ W thì sau bao lâu toàn bộ hạt nhân \(_2^4{\rm{He}}\)chuyển hoá hoàn toàn thành \(_6^{12}{\rm{C}}\)? Cho biết số Avogadro là N_A ≈ 6,022.10²³ mol^-1.

Xét phản ứng nhiệt hạch \(_1^2D + _1^2D \to _2^3He + X.\) Hạt X là