Biết 235U có thể bị phân hạch theo phản ứng sau :
\({}_0^1n + {}_{92}^{235}U \to {}_{39}^{94}Y + {}_{53}^{139}I + 3{}_0^1n \)
. Khối lượng của các hạt tham gia phản ứng: mU = 234,99332u; mn = 1,0087u; mI = 138,8970u; mY = 93,89014u; 1uc2 = 931,5MeV. Nếu có một lượng hạt nhân U235 đủ nhiều, giả sử ban đầu ta kích thích cho 1010 hạt U235 phân hạch theo phương trình trên và sau đó phản ứng dây chuyền xảy ra trong khối hạt nhân đó với hệ số nhân nơtrôn là k = 2. Coi phản ứng không phóng xạ gamma. Năng lượng toả ra sau 5 phân hạch dây chuyền đầu tiên (kể cả phân hạch kích thích ban đầu) là
Giải chi tiết:
Với k = 2, sau 5 phân hạch thì số hạt nhân được hình thành như sau:
1 →2→4→8→16→32.
Từ 1 hạt nhân ban đầu sau 5 phân hạch, số lượng phản ứng phân hạch đã xảy ra là 1+2+4+8+16 = 31.
Tổng năng lượng là
\({\rm{W}} = {10^{10}}.31.(1,0087 + 234,99332 - 138,8970 - 93,89014 - 3.1,0087).931,5 = 5,{45.10^{13}}MeV\)
Chọn D