+ Hạt nhân cĩ số khối trong khoảng từ 50 đến 95, năng lượng liên kết riêng của chúng cĩ giá trị lớn nhất vào khoảng 8,8 MeV nu/ III.. Độ phĩng xạ H: Là đại lượng đặc trưng cho tính phĩng
Trang 11 Luyện mãi thành tài, miệt mài tất giỏi!
I HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
1 Cấu tạo hạt nhân:
27
19
27
1,67262.10 prôtôn
1,6.10 được tạo nên từ
1,67493.10 ( - ) nơtrôn
0 : không mang điện
p p A
Z
n p
Z
X
N A Z
q
1 1,66055.10
1,008665
p n
3 Các cơng thức liên hệ:
Số mol:
23 A
N: số hạt nhân nguyên tử
;
A A A
II NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN
1 Độ hụt khối: 0
0
( ) : khối lượng các nuclôn riêng lẻ
m Zm A Z m
( m là khối lượng hạt nhân)
2 Hệ thức Einstein: E mc 2; 1uc2 931,5MeV ; 1MeV 1,6.1013J
3 Năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng:
a Năng lượng liên kết: 2
lk
E mc
b Năng lượng liên kết riêng: lk : tính cho một nuclôn
lkrieng
E E
A Chú ý: + Hạt nhân cĩ năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững
+ Hạt nhân cĩ số khối trong khoảng từ 50 đến 95, năng lượng liên kết riêng của chúng cĩ giá trị lớn nhất vào khoảng 8,8 MeV nu/
III PHĨNG XẠ
1 Định nghĩa : Hiện tượng một hạt nhân khơng bền , tự phát phân rã phát ra các tia phĩng xạ và biến đổi
thành hạt nhân khác gọi là hiện tượng phĩng xạ
2 Đặc điểm : Hiện tượng phĩng xạ hồn tồn do nguyên nhân bên trong hạt nhân gây nên, khơng phụ thuộc
vào các yếu tố bên ngồi như : nhiệt độ , áp suất, điện từ trường…
3 Định luật phĩng xạ:
0 0
0 0
ln 2
2 ; với : hằng số phân rã
( ) 2
t t
T
t t
T
N
* Số nguyên tử chất phĩng xạ cịn lại sau thời gian t : 0.2 0.
t
t T
* Số hạt nguyên tử bị phân rã bằng số hạt nhân con được tạo thành và bằng số hạt ( hoặc e- hoặc e+) được tạo thành: N N0 N N0(1 e t)
* Khối lượng chất phĩng xạ cịn lại sau thời gian t : 0.2 0.
t
t T
Trong đĩ: N0, m0 là số nguyên tử, khối lượng chất phĩng xạ ban đầu
Trang 22 Luyện mãi thành tài, miệt mài tất giỏi!
T là chu kỳ bán rã (là thời gian để lượng chất phĩng xạ giảm đi một nửa);
ln
T T là hằng số phĩng xạ và T khơng phụ thuộc vào các tác động bên ngồi mà chỉ phụ thuộc bản chất bên trong của chất phĩng xạ
* Khối lượng chất bị phĩng xạ sau thời gian t : m m0 m m0(1 e t)
* Phần trăm chất phĩng xạ bị phân rã:
0
m
e m
Phần trăm chất phĩng xạ cịn lại:
0 2
t t T m
e m
* Khối lượng chất mới được tạo thành sau thời gian t : 0
0
N
Trong đĩ: Am, Ac là số khối của chất phĩng xạ ban đầu (mẹ) và của chất mới được tạo thành (con)
NA = 6,022.10-23 mol-1 là số Avơgađrơ
Lưu ý: Trường hợp phĩng xạ +
,
thì Ac = Am mc = m
4 Độ phĩng xạ H: Là đại lượng đặc trưng cho tính phĩng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phĩng xạ,
đo bằng số phân rã trong 1 giây
0.2 0.
t
t T
H0 = N0 là độ phĩng xạ ban đầu
Đơn vị: Becơren (Bq); 1Bq = 1 phân rã/giây
Curi (Ci); 1 Ci = 3,7.1010 Bq
Lưu ý: Khi tính độ phĩng xạ H, H0 (Bq) thì chu kỳ phĩng xạ T phải đổi ra đơn vị giây(s)
* Cơng thức độ phĩng xạ:
0 0
10
ln 2
; với : hằng số phân rã
( ) 2
t t
T
H
T s
5 Các tia phĩng xạ:
a Tia : 24 là hạt He24
* Những tính chất của tia α :
+ Bị lệch trong điện trường, từ trường
+ Phĩng ra từ hạt nhân phĩng xạ với tốc độ khoảng 2.107m/s
+ Cĩ khả năng iơn hố mạnh các nguyên tử trên đường đi, mất năng lượng nhanh, do đĩ nĩ chỉ đi được tối đa là 8cm trong khơng khí , khả năng đâm xuyên yếu, khơng xuyên qua được tấm bìa dày cỡ 1mm
là pozitron e p n e có hai loại
là electron e n p e ,
* Những tính chất của tia β :
+ Bị lệch trong điện trường, từ trường nhiều hơn tia
+ Phĩng ra từ hạt nhân với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sang
+ Cĩ khả năng iơn hố mơi trường, nhưng yếu hơn tia α , tia β cĩ khả năng đi quãng đường dài hơn trong khơng khí ( cỡ vài m ) vì vậy khả năng đâm xuyên của tia β mạnh hơn tia α , nĩ cĩ thể xuyên qua tấm nhơm dày vài mm
* Lưu ý : Trong phĩng xạ β cĩ sự giải phĩng các hạt nơtrino và phản nơtrino
c Tia :
* Bản chất là sĩng điện từ cĩ bước sĩng cực ngắn 10 m11 , cũng là hạt photon cĩ năng lượng cao
* Những tính chất của tia γ :
+ Khơng bị lệch trong điện trường, từ trường
+ Phĩng ra với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng
+ Cĩ khả năng iơn hố mơi trường và khả năng đâm xuyên cực mạnh
IV PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
A
Z X Z X Z X Z X
Trang 33 Luyện mãi thành tài, miệt mài tất giỏi!
Trong số các hạt này có thể là hạt sơ cấp như nuclôn, eletrôn, phôtôn
Trường hợp đặc biệt là sự phóng xạ: X1 X2 + X3
X1 là hạt nhân mẹ, X2 là hạt nhân con, X3 là hạt hoặc
2 Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
+ Bảo toàn số nuclôn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4
+ Bảo toàn điện tích (nguyên tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4
+ Bảo toàn động lượng: p1 p2 p3 p hay4 m1 1v m2v2 m4v3 m4v4
+ Bảo toàn năng lượng:
3 Năng lương tỏa ra hoặc thu vào của phản ứng hạt nhân:
A
Z X Z X Z X Z X Giả thiết hạt 2
2
A 2
Z X đứng yên Ta có:
1 2 3 4
= ΔE + ΔE - ΔE + ΔE3 4 1 2 = A ε + A ε3 3 4 4 - A ε + A ε1 1 2 2 = K + K3 4 - K + K1 2
+ Nếu E> 0: phản ứng tỏa năng lượng
+ Nếu E< 0: phản ứng thu năng lượng
4 Bài toán vận dụng các định luật bảo toàn:
* Tổng quát: dùng để tính góc giữa phương chuyển động của các hạt
1
P
4
P
3
P
1
2
* TH1: Hai hạt bay theo phương vuông góc
O
1
P 3
P
4
P
* TH2: Hai hạt sinh ra có cùng vectơ vận tốc
* TH3: Hai hạt sinh ra giống nhau, có cùng động năng
1
P
4
P
3
P
1
* TH4: Phóng xạ (hạt mẹ đứng yên, vỡ thành 2 hạt con)
Chú ý: Khi tính vận tốc của các hạt thì:
- Động năng của các hạt phải đổi ra đơn vị J (Jun) (1MeV = 1,6.10-13J)
- Khối lượng các hạt phải đổi ra kg (1u = 1,66055.10-27kg)
* E= K + K3 4 - K 1
4 1 3 1 3 1
P = P + P - 2P P cosα
1 3 4 3 4
P = P + P - 2P P cosα
* E= K + K3 4 - K 1
1 3 4
P P P m K1 1 m K3 3 m K4 4
* E= K + K3 4 - K 1
4 4
* m1v1 = m3.v3 + m4.v4
* E= 2K3 K1 2K4 K1
* P = 2P cos1 3 α= 2P cos4 α
* E= K3 K4
4 4 3
Trang 44 Luyện mãi thành tài, miệt mài tất giỏi!
4 Quy tắc dịch chuyển của sự phóng xạ
+ Phóng xạ (24He ): Z AX 24He A Z 42Y
So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 2 ô trong bảng tuần hoàn và có số khối giảm 4 đơn vị
+ Phóng xạ
( 01e ): Z AX 10e Z A1Y
+ So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con tiến 1 ô trong bảng tuần hoàn và có cùng số khối
+ Thực chất của phóng xạ
là một hạt nơtrôn biến thành 1 hạt prôtôn, 1 hạt electrôn và một hạt nơtrinô:
n p e v
Lưu ý: - Bản chất (thực chất) của tia phóng xạ
là hạt electrôn (e-)
- Hạt nơtrinô (v) không mang điện, không khối lượng (hoặc rất nhỏ) chuyển động với vận tốc của
ánh sáng và hầu như không tương tác với vật chất
+ Phóng xạ +
( 01e ): Z AX 01e Z A1Y
So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 1 ô trong bảng tuần hoàn và có cùng số khối
+ Thực chất của phóng xạ +
là 1 hạt prôtôn biến thành 1 hạt nơtrôn, 1 hạt pôzitrôn và 1 hạt nơtrinô:
p n e v
Lưu ý: Bản chất (thực chất) của tia phóng xạ +
là hạt pôzitrôn (e+) + Phóng xạ (hạt phôtôn)
Hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích có mức năng lượng E1 chuyển xuống mức năng lượng E2
đồng thời phóng ra một phôtôn có năng lượng : hf hc E1 E2
* Lưu ý: Trong phóng xạ không có sự biến đổi hạt nhân phóng xạ thường đi kèm theo pxạ và
5 Hai loại phản ứng tỏa năng lượng :
- Phản ứng nhiệt hạch :
+ Hai hạt nhân rất nhẹ có (số khối A < 10), như Hidro, heli… hợp lại thành hạt nhân nặng hơn Vì sự tổng hợp hạt nhân chỉ có thể xảy ra ở nhiệt độ cao nên phản ứng này gọi là phản ứng nhiệt hạch
2H 3He 2He 0n tỏa năng lượng khoảng 18MeV
+ Ngoài điều kiện nhiệt độ cao, còn phải thỏa mãn hai điều kiện nữa để phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể xảy ra Đó là : mật độ hạt nhân n phải đủ lớn, đồng thời thời gian t duy trì nhiệt độ cao (cỡ 108K) cũng phải đủ dài Lo-sơn (Lawson) đã chứng minh điều kiện 14 3
n t s cm
+ Phản ứng nhiệt hạch trong lòng mặt trời và các ngôi sao là nguồn gốc năng lượng của chúng
+ Trên Trái Đất con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được
Đó gọi là sự nổ của bom nhiệt hạch hay bom H
Năng lượng tỏa ra trong phản ứng nhiệt hạch lớn hơn năng lượng tỏa ra trong phản ứng phân hạch rất nhiều Nhiên liệu nhiệt hạch có thể coi là vô tận trong thiên nhiên
- Phản ứng phân hạch :
+ Một hạt nhân nặng hấp thụ một notron chậm (notron nhiệt) vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn (có khối lượng cùng cỡ) Phản ứng này gọi là phản ứng phân hạch
+ Đặc điểm : Sau mỗi phản ứng đều có hơn 2 notron được phóng ra, và mỗi phân hạch đều giải phóng
ra năng lượng lớn Người ta gọi đó là năng lượng hạt nhân
+ Phản ứng phân hạch dây chuyền : Các nơtron sinh ra sau mỗi phân của của urani lại có thể bị hấp thụ bởi các hạt nhân urani khác ở gần đó và cứ thế, sự phân hạch tiếp diễn thành một dây chuyền Số phân hạch tăng lên rất nhanh trong một thời gian ngắn, ta có phản ứng phân hạch dây chuyền Trên thực tế các notron sinh ra có thể mất đi do nhiều nguyên nhân khác nhau nên không tiếp tục tham gia vào phản ứng phân hạch
Muốn phản ứng dây chuyền xảy ra ta phải xét tới số notron trung bình s còn lại sau mỗi lần phân hạch (hệ
số notron)
+ Nếu s <1 thì phản ứng dây chuyền không xảy ra
+ Nếu s = 1 thì phản ứng xây chuyền xảy ra với mật độ notron không đổi Đó là phản ứng dây chuyền điều khiển được xảy ra trong lò phản ứng hạt nhân
+ Nếu s> 1thì dòng notron tăng lên liên tục theo thời gian, dẫn tới vụ nổ nguyên tử Đó là phản ứng dây chuyền không điều khiển được
Để giảm thiểu số notron bị mất đi nhằm đảm bảo k 1 , thì khối lượng nhiên liệu hạt nhân cần phải có một giá trị tối thiểu, gọi là khối lượng giới hạn m th
Trang 55 Luyện mãi thành tài, miệt mài tất giỏi!
BÀI TẬP
§1 ĐẠI CƯƠNG HẠT NHÂN:
3
T ) có
A 3 nuclôn, trong đó có 1 prôtôn B 3 nơtrôn (nơtron) và 1 prôtôn
C 3 nuclôn, trong đó có 1 nơtrôn (nơtron) D 3 prôtôn và 1 nơtrôn (nơtron)
Độ hụt khối của hạt nhân 107
47Ag là
92U có số nơtron xấp xỉ là
1uc2 = 931,5 MeV Năng lượng liên kết của hạt nhân 42He là
92U là 234,99 u, của proton là 1,0073 u và của nơtron là 1,0087 u Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 235
92U là
A 8,71 MeV/nuclôn B 7,63 MeV/nuclôn C 6,73 MeV/nuclôn D 7,95 MeV/nuclôn
Câu 6(ĐH -2012): Các hạt nhân đơteri 12H ; triti 13H , heli 24He có năng lượng liên kết lần lượt là 2,22 MeV; 8,49
MeV và 28,16 MeV Các hạt nhân trên được sắp xếp theo thứ tự giảm dần về độ bền vững của hạt nhân là
A 21H ; 4
2He ; 13H B 21H ; 13H ; 4
2He C 4
2He ; 13H ;21H D 13H ; 4
2He ; 12H
84 Po là
17Cl có
17Cl có:
Câu 11(CĐ -2012): Hai hạt nhân 13T và 32He có cùng
20Ca có nhiều hơn
A 11 nơtrôn và 6 prôtôn B 5 nơtrôn và 6 prôtôn C 6 nơtrôn và 5 prôtôn D 5 nơtrôn và 12 prôtôn
1D lần lượt là 1,0073u; 1,0087u và
931,5MeV c/ Năng lượng liên kết của hạt nhân 2
1D là:
15,9904 u và 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết của hạt nhân 16
8 O xấp xỉ bằng
c = 3.108 m/s Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C 126 thành các nuclôn riêng biệt bằng
1,0087u, khối lượng của prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 10
4Be
39,9525 u; 6,0145 u và 1 u = 931,5 MeV/c2 So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 6
3Li thì năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 40
18Ar
C nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV D nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV
37
có khối lượng nghỉ bằng 36,956563u Biết khối lượng của nơtrôn (nơtron) là1,008670u, khối lượng của prôtôn (prôton) là 1,007276u và u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
Cl17
37
= 0,5AZ Biết năng lượng liên kết của từng hạt nhân tương ứng là ΔEX, ΔEY, ΔEZ với ΔEZ < ΔEX < ΔEY Sắp xếp các hạt nhân này theo thứ tự tính bền vững giảm dần là
Trang 66 Luyện mãi thành tài, miệt mài tất giỏi!
Câu 20(CĐ 2008): Biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 hạt/mol và khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó Số prôtôn (prôton) có trong 0,27 gam Al13
27
là
A 6,826.1022 B 8,826.1022 C 9,826.1022 D 7,826.1022
238
là 238 g/mol Số nơtrôn (nơtron) trong 119 gam urani U 238 là
Câu 22(ĐH-2011): Theo thuyết tương đối, một êlectron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ của nó thì
êlectron này chuyển động với tốc độ bằng
khi chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là
§2 PHẢN ỨNG HẠT NHÂN:
Câu 25(ĐH-2011): Giả sử trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng của các hạt trước phản ứng nhỏ hơn tổng
khối lượng các hạt sau phản ứng là 0,02 u Phản ứng hạt nhân này
Câu 26(CĐ -2012): Cho phản ứng hạt nhân :12D12D32He10n Biết khối lượng của 2 3 1
1D He n,2 ,0 lần lượt là
mD=2,0135u; mHe = 3,0149 u; mn = 1,0087u Năng lượng tỏa ra của phản ứng trên bằng
năng lượng 17,3 MeV Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 0,5 mol heli là
Câu 28(CĐ 2011): Cho phản ứng hạt nhân 12H36Li24He24He Biết khối lượng các hạt đơteri, liti, heli trong phản ứng trên lần lượt là 2,0136 u; 6,01702 u; 4,0015 u Coi khối lượng của nguyên tử bằng khối lượng hạt nhân của nó Năng lượng tỏa ra khi có 1g heli được tạo thành theo phản ứng trên là
A 3,1.10 J B 11 4, 2.10 J C 10 2,1.10 J D 10 6, 2.10 J 11
Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt α Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn và có động năng 4 MeV Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này bằng
A 3,125 MeV B 4,225 MeV C 1,145 MeV D 2,125 MeV
2He8 O Hạt X là
2
+ H1 2
→ He2 3
+ n0 1
Biết khối lượng của các hạt nhân H1
2
MH = 2,0135u ; mHe = 3,0149u ; mn = 1,0087u ; 1 u = 931 MeV/c2 Năng lượng phản ứng trên toả ra là
11Na1H 2He10Ne Lấy khối lượng các hạt nhân
23
11Na ; 1020Ne ; 24He ; 11H lần lượt là 22,9837 u; 19,9869 u; 4,0015 u; 1,0073 u và 1u = 931,5 MeV/c2 Trong phản ứng này, năng lượng
nhân D, hạt nhân He lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng tỏa ra của phản ứng xấp xỉ bằng
khi tổng hợp được 1 g khí heli xấp xỉ bằng
14 1 17
7 N 1 p 8 O
Hạt prôtôn bay ra theo phương vuông góc với phương bay tới của hạt Cho khối lượng các hạt nhân: m = 4,0015u; mP = 1,0073u; mN14 = 13,9992u; mO17=16,9947u Biết 1u = 931,5 MeV/c2 Động năng của hạt nhân 178 O là
Trang 77 Luyện mãi thành tài, miệt mài tất giỏi!
3Li đang đứng yên, gây ra phản ứng hạt nhân p + 37Li 2α Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ , hai hạt α có cùng động năng và bay theo hai hướng tạo với nhau góc 1600 Coi khối lượng của mỗi hạt tính theo đơn vị u gần đúng bằng số khối của nó Năng lượng mà
Giả sử sau phản ứng thu được hai hạt giống nhau có cùng động năng và không kèm theo tia Biết năng lượng tỏa ra của phản ứng là 17,4 MeV Động năng của mỗi hạt sinh ra là
A 19,0 MeV B 15,8 MeV C 9,5 MeV D 7,9 MeV
cùng tốc độ và theo các phương hợp với phương tới của prôtôn các góc bằng nhau là 600 Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của nó Tỉ số giữa tốc độ của prôtôn và tốc độ của hạt nhân X là
1
2
4 27 30 1
2He13Al15P0n Biết phản ứng thu năng lượng là 2,70 MeV; giả sử hai hạt tạo thành bay ra với cùng vận tốc
và phản ứng không kèm bức xạ Lấy khối lượng của các hạt tính theo đơn vị u có giá trị bằng số khối của chúng Động năng của hạt là
2 7N 8O1p Biết khối lượng các hạt trong phản ứng trên là: m 4,0015u; m N 13,9992 u; 16,9947
O
m u; mp= 1,0073 u Nếu bỏ qua động năng của các hạt sinh ra thì động năng tối thiểu của hạt ∝ là
§3 PHÓNG XẠ:
88Ra biến đổi thành hạt nhân 222
86Rn do phóng xạ
A và
Po; ; Pb lần lượt là: 209,937303 u; 4,001506 u; 205,929442 u và 1 u =931,5MeV2
c Năng lượng tỏa ra khi một hạt
nhân pôlôni phân rã xấp xỉ bằng: A 5,92 MeV B 2,96 MeV C 29,60 MeV D 59,20 MeV
84 Po phóng xạ và biến thành hạt nhân 206
82 Pb Cho chu kì bán rã của 210
84 Po là 138
ngày và ban đầu có 0,02 g 210
84 Po nguyên chất Khối lượng 21084 Po còn lại sau 276 ngày là
Câu 44(CĐ-2013): Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã là 12,7 giờ Sau 38,1 giờ, độ phóng xạ của đồng vị này
giảm bao nhiêu phần trăm so với lúc ban đầu?
Câu 45(CĐ 2011): Trong khoảng thời gian 4h có 75% số hạt nhân ban đầu của một đồng vị phóng xạ bị phân rã Chu
kì bán rã của đồng vị đó là:
đó, chu kì bán rã của 238
92U biến đổi thành hạt nhân chì là 4,47.109 năm Một khối đá được phát hiện có chứa 1,188.1020 hạt nhân 238
92U và 6,239.1018 hạt nhân 20682Pb Giả sử khối đá lúc mới hình thành không chứa chì và tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã của 238
92U Tuổi của khối đá khi được phát hiện là
Câu47(CĐ 2008): Ban đầu có 20 gam chất phóng xạ X có chu kì bán rã T Khối lượng của chất X còn lại sau khoảng
thời gian 3T, kể từ thời điểm ban đầu bằng
ngày Sau 15,2 ngày khối lượng của chất phóng xạ đó còn lại là 2,24 g Khối lượng m0 là
khoảng thời gian t=3T (kể từ t=0), số hạt nhân X đã bị phân rã là
này là T Sau thời gian 4T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa phân rã của mẫu chất phóng xạ này là
A 15 0
1
1
1
8N
Trang 88 Luyện mãi thành tài, miệt mài tất giỏi!
nhân ban đầu chưa phân rã Sau 1 năm nữa, số hạt nhân còn lại chưa phân rã của chất phóng xạ đó là
16
N
9
N
4
N
6
N
T Sau khoảng thời gian t = 0,5T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị phân rã của mẫu chất phóng xạ này là
2
N
2
N
C 0
4
N
D N0 2
lần Sau thời gian 2 số hạt nhân còn lại của đồng vị đó bằng bao nhiêu phần trăm số hạt nhân ban đầu?
Câu 54(ĐH-2011): Chất phóng xạ pôlôni 21084Po phát ra tia và biến đổi thành chì 20682Pb Cho chu kì bán rã của 210
84Po
là 138 ngày Ban đầu (t = 0) có một mẫu pôlôni nguyên chất Tại thời điểm t1, tỉ số giữa số hạt nhân pôlôni và số hạt nhân chì trong mẫu là 1
3 Tại thời điểm t2 = t1 + 276 ngày, tỉ số giữa số hạt nhân pôlôni và số hạt nhân chì trong mẫu là: A 1
1
1
1
25
Câu 55(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 3,8 ngày Sau thời gian 11,4 ngày thì độ phóng
xạ (hoạt độ phóng xạ) của lượng chất phóng xạ còn lại bằng bao nhiêu phần trăm so với độ phóng xạ của lượng chất phóng xạ ban đầu?
ban đầu thì độ phóng xạ của mẫu chất tương ứng là H và 1 H Số hạt nhân bị phân rã trong khoảng thời gian từ thời 2
điểm t đến thời điểm 1 t bằng2
ln 2
H H T
B 1 2
2 1
H H
t t
C 1 2
ln 2
H H T
D (H1 H2) ln 2
T
Câu 57(ĐH – 2007): Giả sử sau 3 giờ phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu) số hạt nhân của một đồng vị phóng xạ còn
lại bằng 25% số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ đó bằng
chất phóng xạ X còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã Đến thời điểm t2 = t1 + 100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã chỉ còn 5% so với số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là
Câu 59(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2009): Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã T Cứ sau một khoảng thời gian bằng bao
nhiêu thì số hạt nhân bị phân rã trong khoảng thời gian đó bằng ba lần số hạt nhân còn lại của đồng vị ấy?
6C có chu kì bán rã 5730 năm Giả sử một mẫu gỗ cổ có
độ phóng xạ 200 phân rã/phút và một mẫu gỗ khác cùng loại, cùng khối lượng với mẫu gỗ cổ đó, lấy từ cây mới chặt, có độ phóng xạ 1600 phân rã/phút Tuổi của mẫu gỗ cổ đã cho là
A 1910 năm B 2865 năm C 11460 năm D 17190 năm
84Po phân rã , biến đổi thành đồng vị bền206
82Pb với chu kì bán rã là 138
ngày Ban đầu có một mẫu 210
84Potinh khiết Đến thời điểm t, tổng số hạt và số hạt nhân 20682Pb (được tạo ra) gấp 14
lần số hạt nhân 210
84Pocòn lại Giá trị của t bằng
phóng xạ đó giảm đi e lần (với lne = 1) là: A 5.108
238U là 7
1000 Biết chu kì bán rã của 235U và 238U lần lượt là 7,00.108 năm và 4,50.109 năm Cách đây bao nhiêu năm, urani tự nhiên có tỷ lệ số hạt 235
U và số hạt238U là 3
100?
khối là A, hạt phát ra tốc độ v Lấy khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó tính theo đơn vị u Tốc độ của hạt nhân Y bằng: A 4
4
v
A B
2 4
v
A C
4 4
v
2 4
v
A
Trang 99 Luyện mãi thành tài, miệt mài tất giỏi!
§4 PHÂN HẠCH, NHIỆT HẠCH:
Câu 65(ĐH-2013): Một lò phản ứng phân hạch có công suất 200 MW Cho rằng toàn bộ năng lượng mà lò phản ứng
này sinh ra đều do sự phân hạch của 235U và đồng vị này chỉ bị tiêu hao bởi quá trình phân hạch Coi mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200 MeV; số A-vô-ga-đrô NA=6,02.1023 mol-1 Khối lượng 235U mà lò phản ứng tiêu thụ
§5 ÔN TẬP LÝ THUYẾT CHƯƠNG:
Câu 66(THQG- 15): Hạt nhân càng bền vững khi có
, tia
và tia đi vào một miền có điện trường đều theo
phương vuông góc với đường sức điện Tia phóng xạ không bị lệch khỏi phương truyền ban đầu là
Câu 68(ĐH – 2014): Trong phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn
A có vận tốc bằng vận tốc ánh sáng trong chân không B là dòng các hạt nhân 4
2He
C không bị lệch khi đi qua điện trường và từ trường D là dòng các hạt nhân nguyên tử hiđrô
Câu 70(ĐH – 2014): Trong các hạt nhân nguyên tử: 24He;2656Fe;23892U và 23090Th, hạt nhân bền vững nhất là
Câu 71(ĐH – 2014) : Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân có cùng số
A Tia không phải là sóng điện từ B Tia có khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia X
C Tia không mang điện D Tia có tần số lớn hơn tần số của tia X
tương ứng là khối lượng, tốc độ, động năng của hạt và hạt nhân Y Hệ thức nào sau đây là đúng ?
2 2 2
v m K
v m K B 2 2 2
1 1 1
v m K
v m K C 1 2 1
2 1 2
v m K
v m K D 1 2 2
2 1 1
v m K
v m K
A phản ứng hạt nhân thu năng lượng
B phản ứng hạt nhân không thu và không toả năng lượng
C sự giải phóng êlectrôn (êlectron) từ lớp êlectrôn ngoài cùng của nguyên tử
D phản ứng hạt nhân toả năng lượng
Câu 75(CĐ 2007): Các phản ứng hạt nhân tuân theo định luật bảo toàn
A số nuclôn B số nơtrôn (nơtron) C khối lượng D số prôtôn
Câu 76(CĐ 2007): Hạt nhân càng bền vững khi có
C năng lượng liên kết càng lớn D năng lượng liên kết riêng càng lớn
mC lần lượt là khối lượng nghỉ của các hạt A, B, C và c là tốc độ ánh sáng trong chân không Quá trình phóng xạ này tỏa ra năng lượng Q Biểu thức nào sau đây đúng?
A mA = mB + mC + Q2
c B mA = mB + mC C mA = mB + mC - 2
Q
c D mA = 2
Q
c mB - mC
Câu 78(CĐ -2012): Trong các hạt nhân: 42He , 73Li , 5626Fe và 23592 U, hạt nhân bền vững nhất là
Câu 79(ĐH -2012): Phóng xạ và phân hạch hạt nhân
A đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng B đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng
Câu 80(ĐH -2012): Trong một phản ứng hạt nhân, có sự bảo toàn
Câu 81(CĐ-2013): Trong không khí, tia phóng xạ nào sau đây có tốc độ nhỏ nhất?
-
Câu 82(CĐ-2013): Tia Rơn-ghen (tia X) có tần số
Câu 83 (CĐ-2013): Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của nó có
Trang 1010 Luyện mãi thành tài, miệt mài tất giỏi!
Câu 84(ĐH-2013): Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì có
C Tia D Tia X
Câu 86(CĐ 2007): Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết
Câu 87(ĐH – 2007): Phát biểu nào là sai?
A Các đồng vị phóng xạ đều không bền
B Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn nhưng có số nơtrôn (nơtron) khác nhau gọi là đồng vị
C Các đồng vị của cùng một nguyên tố có số nơtrôn khác nhau nên tính chất hóa học khác nhau
D Các đồng vị của cùng một nguyên tố có cùng vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn
Câu88(ĐH – 2007): Phản ứng nhiệt hạch là sự
A kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn trong điều kiện nhiệt độ rất cao
B kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình thành một hạt nhân rất nặng ở nhiệt độ rất cao
C phân chia một hạt nhân nhẹ thành hai hạt nhân nhẹ hơn kèm theo sự tỏa nhiệt
D phân chia một hạt nhân rất nặng thành các hạt nhân nhẹ hơn
238
thành hạt nhân U92
234, đã phóng ra một hạt α và hai hạt
A nơtrôn (nơtron) B êlectrôn (êlectron) C pôzitrôn (pôzitron) D prôtôn (prôton)
Câu 90(CĐ 2008): Khi nói về sự phóng xạ, phát biểu nào dưới đây là đúng?
A Sự phóng xạ phụ thuộc vào áp suất tác dụng lên bề mặt của khối chất phóng xạ
B Chu kì phóng xạ của một chất phụ thuộc vào khối lượng của chất đó
C Phóng xạ là phản ứng hạt nhân toả năng lượng
D Sự phóng xạ phụ thuộc vào nhiệt độ của chất phóng xạ
Câu 91(CĐ 2008): Phản ứng nhiệt hạch là
A nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời B sự tách hạt nhân nặng thành các hạt nhân nhẹ nhờ nhiệt độ cao
C phản ứng hạt nhân thu năng lượng D phản ứng kết hợp hai hạt nhân khối lượng trung bình thành hạt nhân nặng
Câu 92(ÐỀ ĐẠI HỌC – 2008): Phát biểu nào sao đây là sai khi nói về độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ)?
A Độ phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ
B Đơn vị đo độ phóng xạ là becơren
C Với mỗi lượng chất phóng xạ xác định thì độ phóng xạ tỉ lệ với số nguyên tử của lượng chất đó
D Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ phụ thuộc nhiệt độ của lượng chất đó
có khối lượng m Tỉ số giữa động năng của hạt nhân B và động năng của hạt ngay sau phân rã bằng
A
B
m
m
2
B
m
m
B
m
m D
2
B
m m
1
A
Z X phóng xạ và biến thành một hạt nhân 2
2
A
Z Y bền Coi khối lượng của hạt nhân X, Y bằng số khối của chúng tính theo đơn vị u Biết chất phóng xạ 1
1
A
Z X có chu kì bán rã là T Ban đầu có một khối lượng chất 1
1
A
Z X, sau 2 chu kì bán rã thì tỉ số giữa khối lượng của chất Y và khối lượng của chất X là
2
4A
2
1
4A
A C
2
1
3A
A D
1
2
3A
A
Câu 95(Đề thi cao đẳng năm 2009): Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hiện tượng phóng xạ?
A Trong phóng xạ , hạt nhân con có số nơtron nhỏ hơn số nơtron của hạt nhân mẹ
B Trong phóng xạ -, hạt nhân mẹ và hạt nhân con có số khối bằng nhau, số prôtôn khác nhau
C Trong phóng xạ , có sự bảo toàn điện tích nên số prôtôn được bảo toàn
D Trong phóng xạ +, hạt nhân mẹ và hạt nhân con có số khối bằng nhau, số nơtron khác nhau
92U, gọi k là hệ số nhân nơtron Phát biểu nào sau đây là đúng?
A Nếu k < 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền xảy ra và năng lượng tỏa ra tăng nhanh
B Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và có thể gây nên bùng nổ
C Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra
D Nếu k = 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra