Chúng ta giải lần lượt từng câu nhé.
---
**Câu 5:**
Năng lượng phân hạch trung bình của một hạt nhân $^{235}_{92}U$ tỏa ra là $x \times 10^{-11}~J$. Tính $x$.
**Dữ liệu:**
- Năng lượng phân hạch trung bình của 1 hạt nhân U là 200 MeV
- 1 eV = $1,60 \times 10^{-19}~J$
- 1 MeV = $10^6$ eV
**Giải:**
1 MeV = $10^6$ eV
=> 200 MeV = $200 \times 10^6$ eV = $2 \times 10^8$ eV
Quy đổi sang Joule:
$
E = 2 \times 10^8 \times 1,60 \times 10^{-19} = 3,2 \times 10^{-11}~J
$
Như vậy:
$
x = 3,2
$
---
**Câu 6:**
Tính khối lượng nhiên liệu cần cho nhà máy hoạt động liên tục trong 1 năm (365 ngày).
**Dữ liệu:**
- Công suất phát điện: $P = 1120~MW = 1,12 \times 10^9~W$
- Hiệu suất: $\eta = 32\% = 0,32$
- Năng lượng phân hạch trung bình 1 hạt nhân U: $E = 3,2 \times 10^{-11}~J$ (từ câu 5)
- Nhiên liệu làm giàu 25% (25% khối lượng là $^{235}_{92}U$)
- Khối lượng mol của $^{235}_{92}U$: 235 g/mol
- Thời gian hoạt động: $t = 365$ ngày = $365 \times 24 \times 3600 = 31.536.000$ s
**Giải:**
1. Tính tổng năng lượng điện nhà máy tạo ra trong 1 năm:
$
W_{điện} = P \times t = 1,12 \times 10^9 \times 31.536.000 = 3,531 \times 10^{16}~J
$
2. Vì hiệu suất $\eta = 0,32$, nên năng lượng phân hạch cần thiết là:
$
W_{ph} = \frac{W_{điện}}{\eta} = \frac{3,531 \times 10^{16}}{0,32} = 1,103 \times 10^{17}~J
$
3. Số hạt nhân U phân hạch cần dùng:
$
N = \frac{W_{ph}}{E} = \frac{1,103 \times 10^{17}}{3,2 \times 10^{-11}} = 3,447 \times 10^{27} \text{ hạt}
$
4. Số mol U cần:
Số hạt trong 1 mol là $N_A = 6,02 \times 10^{23}$
$
n = \frac{N}{N_A} = \frac{3,447 \times 10^{27}}{6,02 \times 10^{23}} = 5727~mol
$
5. Khối lượng $^{235}_{92}U$ cần:
$
m_{235} = n \times 235 = 5727 \times 235 = 1,345 \times 10^6~g = 1345~kg = 1,345~tấn
$
6. Vì nhiên liệu làm giàu 25% (tức 25% khối lượng là $^{235}U$), nên tổng khối lượng nhiên liệu là:
$
m_{nhiên liệu} = \frac{m_{235}}{0,25} = \frac{1,345}{0,25} = 5,38~tấn
$
---
**Kết luận:**
- Câu 5: $x = 3,2$
- Câu 6: Khối lượng nhiên liệu cần là khoảng **5,4 tấn** (làm tròn đến hàng phần mười)
---
**Đáp án:**
- Câu 5: $x = 3,2$
- Câu 6: Khối lượng nhiên liệu cần trong 1 năm là **5,4 tấn**.