Dự án lò phản ứng nhiệt hạch ITER tại Pháp dùng phản ứng nhiệt hạch $\

Dự án lò phản ứng nhiệt hạch ITER tại Pháp dùng phản ứng nhiệt hạch $\Large\mathrm{_2^1D + _1^3T \to _2^4He + _0^1n}$ để phát điện với công suất điện tạo ra là 500 MW và hiệu suất chuyển hóa từ nhiệt sang điện bằng 25%. Cho độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D và hạt nhần He lần lượt là 0,009106u; 0,002491u và 0,030382u. Khối lượng Heli do nhà máy thải ra trong 1 năm (365 ngày) là

• A. 9,35kg
• B. 74,8kg
• C. 37,4kg
• D. 149,6kg

Phương pháp: Tính năng lượng của 1 phản ứng, tìm năng lượng trong 1 năm, rồi tìm số hạt, số mol he, từ đó tính được khối lượng He đã được tạo ra
Cách giải: Năng lượng mỗi phản ứng sinh ra là: $\Large \mathrm{\Delta E = (\Delta m_s - \Delta m_{tr}). c^2. 931,5 = 17,5 MeV}$ 
Vậy mỗi phản ứng tỏa ra 17,5 MeV nhiệt lượng và tạo ra 1 hạt He. Năng lượng mà nhà máy tạo ra trong 1 năm là: $\Large \mathrm{Q}=\mathrm{P} .365 .24 .60 .60=1,5768.10^{16} \mathrm{~J}$. Năng lượng mà nhà máy đã tiêu tốn ( bằng năng lượng tỏa ra từ các phản ứng)

$\Large \mathrm{Q_{tp} = Q/ 25% = 4Q = 4. 1,5768.10^{16} = 6,3072.10^{16}}$ J

Khối lượng He đã được tạo ra là:
$\Large \mathrm{m=\dfrac{Q_{tp}}{\Delta E. N_A}. A = \dfrac{6,3072. 10^{16}. 4}{17,5. 10^5. 1,6. 10^{-19}. 6,023. 10^{23}} = 0,1496. 10^6 g = 149,6}$ kg