Giả sử có \(14 \mathrm{~kg}{ }_{92}^{235} U\) tinh khiết được hợp lại để đạt khối lượng vượt hạn trong một quả bom nguyên tử. Biết hệ số nhân neutron trong phản ứng phân hạch của \({ }_{92}^{235} U\) là 1,8 và thời gian trung bình giữa hai phân hạch là 10 ns .

Biết rằng mỗi phân hạch toản ra năng lượng 200 MeV . Năng lượng tỏa ra khi toàn bộ khối \({ }_{92}^{235} U\) phân hạch hoàn toàn là \(a \times 10^{15}(\mathrm{~J})\). Giá trị của a là bao nhiêu? (Làm tròn đến số thập phân hàng phần trăm)

Cho phản ứng hạt nhân \({}_{3}^{6}\text{Li}+{}_{1}^{2}\text{D}\to \text{ }\!\!~\!\!\text{ }{}_{2}^{4}\text{He}+{}_{2}^{4}\text{He}\). Khối lượng của các hạt \({}_{3}^{6}\text{Li}\), \({}_{1}^{2}\text{D}\) và \({}_{2}^{4}\text{He}\) lần lượt là 6,0135 amu, 2,0136 amu và 4,0015 amu. Lấy \(1\text{u}=931,5\) MeV/c². Phản ứng hạt nhân này

Với c là tốc độ ánh sáng trong chân không, m₀ là khối lượng nghỉ của hạt. Khi hạt chuyển động với tốc độ v (v < c)  thì động năng của hạt bằng 0,25 lần năng lượng nghỉ. Tốc độ v liên hệ với c qua hệ thức

Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Arktika là tàu phá băng chạy bằng năng lượng hạt nhân của Nga. Với chiều dài 173 m , cao 15 m , tàu được trang bị hai lò phản ứng hạt nhân, mỗi lò có công suất 175 MW , giúp tàu phá lớp băng dày đến 3m.

Nếu lò phản ứng này sử dụng năng lượng từ sự phân hạch của \({ }_{92}^{235} \mathrm{U}\), mỗi phân hạch sinh ra trung bình 203 MeV . Cho khối lượng mol của

Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân:

Biết khối lượng nguyên tử của các hạt là m_D = 2,01410 u; m_Li = 6,01512 u; m_He = 4,00260 u. Tính năng lượng toả ra của phản ứng. (Viết kết quả theo đơn vị MeV và lấy đến một chữ số sau dấu phẩy thập phân).

Trong các phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng. Nhận định nào sau đây không chính xác?

Giả sử quả bom nguyên tử thả xuống Hiroshima có chứa 100 kg quặng uranium trong đó \({ }_{92}^{235} \mathrm{U}\) chiếm \(25 \%\). Biết trung bình mỗi phân hạch của \({ }_{92}^{235} \mathrm{U}\) giải phóng 200 MeV .

Khối lượng \({ }_{92}^{235} \mathrm{U}\) chứa trong 100 kg quặng uranium bằng bao nhiêu kg ?

Biết các hạt proton, neutron, hạt nhân vàng \(_{79}^{197}Au\) và hạt nhân bạc \(_{47}^{107}Ag\) có khối lượng lần lượt là 1,00728u; 1,00866u; 196,92323u và 106,87931u.

Với c là tốc độ ánh sáng trong chân không, \(\mathrm{m}_{0}\) là khối lượng nghỉ của hạt. Khi hạt chuyển động với tốc độ \(\mathrm{v}(\mathrm{v}<\mathrm{c})\) thì năng lượng toàn phần E của hạt được tính theo công thức

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: 3.\({}_{2}^{4}\text{He}\) $\Rightarrow$ \({}_{6}^{12}\text{C}\) + 7,275 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 tỏa nhiệt của ngôi sao là 3,8.1030 W thì sau bao nhiêu triệu năm toàn bộ hạt nhân \({}_{2}^{4}\text{He}\) sẽ chuyển hóa hoàn toàn thành \({}_{6}^{12}\text{C}\)? Lấy khối lượng nguyên tử \({}_{2}^{4}\text{He}\) bằng 4 amu và một năm có 365 ngày. 

Xét lần lượt hai phản ứng sau:

Phản ứng 1: \({}_{92}^{235}\text{U}\) + \({}_{0}^{1}\text{n}\) $\to$ \({}_{60}^{143}\text{Nd}\) + \({}_{40}^{90}Zr\) + 3\({}_{0}^{1}\text{n}\) + 8\({}_{-1}^{0}e\) + \(8\overline{_{e}}\) + 200 MeV. Khối lượng của \({}_{92}^{235}\text{U}\) được sử dụng trong phản ứng 1 là 50 g.

Phản ứng 2: \({}_{1}^{1}\text{H}\) + \({}_{0}^{1}\text{n}\) $\to$ \({}_{1}^{2}\text{D}\) + 2,23 MeV. Khối lượng của \({}_{1}^{2}\text{D}\) tạo thành từ phản ứng 2 là 50 g.

Nhận định nào sau đây đúng?

Hạt nhân càng bền vững nếu nó có 

Cho hạt nhân \({}_{\text{Z}}^{A}\text{X}\), với \({{\text{m}}_{\text{p}}}\), \({{\text{m}}_{\text{n}}}\) lần lần lượt là khối lượng proton, neutron. Độ hụt khối Δm của hạt nhân \({}_{\text{Z}}^{\text{A}}\text{X}\) được tính theo công thức

Bắn một proton vào hạt nhân \({}_{3}^{7}\text{Li}\) đứng yên. Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống nhau cùng động năng. Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ g. Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân, tính theo đơn vị u, bằng số khối của nó. Tính tỉ số giữa tốc độ của prôtôn và tốc độ của hạt nhân X nếu hai hạt X bay theo hai hướng hợp với nhau một góc 60⁰. (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).

Trong phản ứng hạt nhân: \({}_{84}^{210}\)Po à  \({}_{82}^{206}\)Pb + X. Hạt nhân X là

Chọn khẳng định đúng về phản ứng phân hạch hạt nhân.

Trong hạt nhân của một nguyên tử có 8 proton và 9 neutron. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này bằng \(7,75 \mathrm{MeV} /\) nucleon. Biết \(\mathrm{m}_{\mathrm{p}}=1,0073 \mathrm{amu}, \mathrm{m}_{\mathrm{n}}=1,0087 \mathrm{amu}\) và \(1 \mathrm{amu} \approx 931,5 \mathrm{MeV} / \mathrm{c}^{2}\).

Khối lượng của hạt nhân đó bằng:

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

Cho các phản ứng hạt nhân sau:

          \({}_{6}^{14}C\to {}_{7}^{14}N+{}_{-1}^{0}e+\tilde{\nu }\)                    (1)

          \({}_{1}^{2}H+{}_{1}^{3}H\to {}_{2}^{4}He+{}_{0}^{1}n\)         (2)

          \({}_{0}^{1}n+{}_{94}^{239}Pu\to {}_{54}^{134}Xe+{}_{40}^{103}Zr+3{}_{0}^{1}n\)        (3)

          \({}_{1}^{1}H+{}_{3}^{7}H\to 2.{}_{2}^{4}He\)                                      (4)

Phản ứng tổng hợp hạt nhân là

Hạt pôlôni \(({}_{84}^{210}\text{Po})\) đang đứng yên thì phân rã alpha (α) và biến đổi thành hạt X được minh họa như hình bên. Lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị amu gần bằng số khối của của chúng.