سوال ۶۰ · فیزیک
کنکور ریاضی ۱۴۰۲ نوبت دوم · سوال ۶۰ · کلید رسمی سازمان سنجش
فیزیک · فیزیک ۳ (ریاضی) · فصل ۶: آشنایی با فیزیک هسته‌ای
عمل غنی‌سازی در یک نمونهٔ اورانیم، کدام است؟
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۴ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
گام اول: هدف غنی‌سازی را مشخص می‌کنیم. در اورانیم طبیعی، فراوانی ایزوتوپ کم و حدود است؛ بنابراین برای استفاده از اورانیم به‌عنوان سوخت، باید سهم این ایزوتوپ در نمونه افزایش یابد (فیزیک ۳ (ریاضی)، صفحهٔ ۱۴۹).
گام دوم: تعریف کتاب را به کار می‌بریم. غنی‌سازی یعنی افزایش درصد یا غلظت ایزوتوپ در یک نمونهٔ اورانیم؛ پس موضوع، افزایش «سهم یک ایزوتوپ در نمونه» است، نه افزایش جرم هسته یا تبدیل یک ایزوتوپ به ایزوتوپی دیگر (فیزیک ۳ (ریاضی)، صفحهٔ ۱۵۰).
گام سوم: گزینه‌ها را مقایسه می‌کنیم. دو گزینهٔ نخست از تبدیل ایزوتوپ‌ها سخن می‌گویند و گزینهٔ سوم افزایش درصد اورانیم را مطرح می‌کند؛ هیچ‌کدام با تعریف غنی‌سازی سازگار نیستند. افزایش درصد اورانیم همان فرایند موردنظر است.
پاسخ: گزینهٔ ۴
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است دانش‌آموز غنی‌سازی را به معنای افزایش جرم هسته بداند؛ اما غنی‌سازی تبدیل اورانیم به اورانیم نیست، بلکه تغییر فراوانی نسبی ایزوتوپ‌ها در نمونه است.
- گزینهٔ ۲: این گزینه از اشتباه گرفتن «افزایش سهم اورانیم » با «تبدیل هسته‌های اورانیم به آن» ناشی می‌شود. در غنی‌سازی، ایزوتوپ‌ها جداسازی می‌شوند، نه اینکه هستهٔ یک ایزوتوپ به دیگری تبدیل شود.
- گزینهٔ ۳: ممکن است دانش‌آموز ایزوتوپ فراوان‌تر را با ایزوتوپ موردنظر برای غنی‌سازی اشتباه بگیرد. افزایش درصد اورانیم ، برخلاف هدف غنی‌سازی، سهم ایزوتوپ شکافت‌پذیر اورانیم را کاهش می‌دهد.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- تعریف «غنی‌سازی اورانیم» را در بخش شکافت هسته‌ای به یاد بیاور؛ این تعریف دربارهٔ فراوانی نسبی ایزوتوپ‌ها در یک نمونه است.
- میان «جداسازی ایزوتوپ‌ها و تغییر درصد آن‌ها» و «تبدیل هستهٔ یک ایزوتوپ به ایزوتوپی دیگر» تفاوت بگذار.
- به یاد بیاور کدام ایزوتوپ اورانیم با جذب نوترون کُند شکافته می‌شود؛ در غنی‌سازی باید سهم همان ایزوتوپ در نمونه بیشتر شود.