Nếu mỗi hạt nhân U235 phân hạch giải phóng trung bình 200 MeV thì năng lượng tỏa ra khi 2.5g U235 phân hạch hoàn toàn có thể thắp sáng bóng đèn 100W trong bao lâu

Để tính thời gian mà 2.5g U235 có thể thắp sáng bóng đèn 100W, trước tiên chúng ta cần tính tổng năng lượng giải phóng từ 2.5g U235 khi nó phân hạch hoàn toàn. 1. **Tính số mol U235 trong 2.5g:** - Khối lượng mol của U235 là khoảng 235 g/mol. - Số mol U235 trong 2.5g là: \[ n = \frac{2.5 \text{ g}}{235 \text{ g/mol}} \approx 0.01064 \text{ mol} \] 2. **Tính số hạt nhân U235 trong 0.01064 mol:** - Số Avogadro \( N_A \) = \( 6.022 \times 10^{23} \) hạt nhân/mol. - Số hạt nhân U235 là: \[ N = n \times N_A = 0.01064 \text{ mol} \times 6.022 \times 10^{23} \text{ hạt nhân/mol} \approx 6.39 \times 10^{21} \text{ hạt nhân} \] 3. **Tính tổng năng lượng giải phóng:** - Mỗi hạt nhân U235 phân hạch giải phóng khoảng 200 MeV. - Chuyển đổi 200 MeV sang Joules (1 eV = \( 1.6 \times 10^{-19} \) J): \[ 200 \text{ MeV} = 200 \times 10^6 \text{ eV} = 200 \times 10^6 \times 1.6 \times 10^{-19} \text{ J} \approx 3.2 \times 10^{-11} \text{ J} \] - Tổng năng lượng giải phóng từ 2.5g U235 là: \[ E_{total} = N \times E_{phân hạch} = 6.39 \times 10^{21} \text{ hạt nhân} \times 3.2 \times 10^{-11} \text{ J/hạt nhân} \approx 2.04 \times 10^{11} \text{ J} \] 4. **Tính thời gian thắp sáng bóng đèn 100W:** - Công suất của bóng đèn là 100W, tức là nó tiêu thụ 100J mỗi giây. - Thời gian \( t \) để thắp sáng bóng đèn là: \[ t = \frac{E_{total}}{P} = \frac{2.04 \times 10^{11} \text{ J}}{100 \text{ J/s}} \approx 2.04 \times 10^{9} \text{ s} \] 5. **Chuyển đổi thời gian từ giây sang giờ:** - \( t \) trong giờ là: \[ t_{giờ} = \frac{2.04 \times 10^{9} \text{ s}}{3600 \text{ s/h}} \approx 566666.67 \text{ h} \] Vậy, năng lượng tỏa ra khi 2.5g U235 phân hạch hoàn toàn có thể thắp sáng bóng đèn 100W trong khoảng **566666.67 giờ**.