Hỏi lần chiếu xạ thứ 3 phải tiến hành trong bao lõu để bệnh nhõn được chiếu xạ với cựng một lượng tia như lần đầu?. Hỏi trong lần 2 phai chiếu xạ trong thời gian bao lõu để bệnh nhõn n
Trang 1BÀI TẬP VỀ HẠT NHÂN Cõu 1 Người ta dựng hạt proton bắn vào hạt nhõn 7Li
3 đứng yờn, để gõy ra phản ứng
1H
1 + 7Li
3 2 Biết phản ứng tỏa năng lượng và hai hạt cú cựng động năng Lấy khối lượng cỏc hạt theo đơn vị u gần bằng số khối của chỳng Gúc tạo bởi hướng của cỏc hạt cú thể là:
A Cú giỏ trị bất kỡ B 600 C 1600 D 1200
Cõu 2 Đồng vị 31Si
14 phúng xạ – Một mẫu phúng xạ 31Si
14 ban đầu trong thời gian 5 phỳt cú 190 nguyờn tử bị phõn ró nhưng sau 3 giờ trong thời gian 1 phỳt cú 17 nguyờn tử bị phõn ró Xỏc định chu
kỡ bỏn ró của chất đú
Cõu 3 Cú hai mẫu chất phúng xạ A và B thuộc cựng một chất cú chu kỳ bỏn ró T = 138,2 ngày và cú
khối lượng ban đầu như nhau Tại thời điểm quan sỏt , tỉ số số hạt nhõn hai mẫu chất B 2,72
A
N
của mẫu A nhiều hơn mẫu B là
Cõu 4: Một bệnh nhõn điều trị bằng đồng vị phúng xạ, dựng tia để diệt tế bào bệnh Thời gian chiếu xạ lần đầu là t 20phỳt, cứ sau 1 thỏng thỡ bệnh nhõn phải tới bệnh viện khỏm bệnh và tiếp tục chiếu xạ Biết đồng vị phúng xạ đú cú chu kỳ bỏn ró T = 4 thỏng (coi t T) và vẫn dựng nguồn phúng xạ trong lần đầu Hỏi lần chiếu xạ thứ 3 phải tiến hành trong bao lõu để bệnh nhõn được chiếu xạ với cựng một lượng tia như lần đầu?
Cõu 6 ; Một bệnh nhõn điều trị ung thư bằng tia gama lần đầu tiờn điều trị trong 10 phỳt Sau 5 tuần
điờu trị lần 2 Hỏi trong lần 2 phai chiếu xạ trong thời gian bao lõu để bệnh nhõn nhận được tia gama như lần đầu tiờn Cho chu kỳ bỏn ró T =7 0ngay va coi t << T
A, 17phỳt B 20phỳt C 14phỳt D 10 phỳt
Cõu 7: ta dựng prụtụn cú 2,0MeV vào Nhõn 7Li đứng yờn thỡ thu hai nhõn X cú cựng động năng Năng lượng liờn kết của hạt nhõn X là 28,3MeV và độ hụt khối của hạt 7Li là 0,0421u Cho 1u = 931,5MeV/
c2; khối lượng hạt nhõn tớnh theo u xấp xỉ bằng số khối Tốc độ của hạt nhõn X bằng:
A 1,96m/s B 2,20m/s C 2,16.107m/s D 1,93.107m/s
Cõu 8: Cho chựm nơtron bắn phỏ đồng vị bền 5525Mn ta thu được đồng vị phúng xạ 5625Mn Đồng vị phúng xạ 56Mn cú chu trỡ bỏn ró T = 2,5h và phỏt xạ ra tia - Sau quỏ trỡnh bắn phỏ 55Mn bằng nơtron kết thỳc người ta thấy trong mẫu trờn tỉ số giữa số nguyờn tử 56Mn và số lượng nguyờn tử
55Mn = 10-10 Sau 10 giờ tiếp đú thỡ tỉ số giữa nguyờn tử của hai loại hạt trờn là:
A 1,25.10-11 B 3,125.10-12 C 6,25.10-12 D 2,5.10-11
Cõu 10 Cho prụtụn cú động năng KP = 2,25MeV bắn phỏ hạt nhõn Liti 37Li đứng yờn Sau phản ứng
xuất hiện hai hạt X giống nhau, cú cựng động năng và cú phương chuyển động hợp với phương
chuyển động của prụtụn gúc φ như nhau Cho biết mp = 1,0073u; mLi = 7,0142u; mX = 4,0015u; 1u = 931,5 MeV/c2.Coi phản ứng khụng kốm theo phúng xạ gamma giỏ trị của gúc φ là
A 39,450 B 41,350 C 78,90 D 83,07 0
Cõu 11 : Hạt có động năng K = 3,1MeV đập vào hạt nhân nhôm MeV đập vào hạt nhân nhôm đứng yờn gây ra phản ứng
n P
Al 301MeV đập vào hạt nhân nhôm 5
27
1MeV đập vào hạt nhân nhôm 3
, khối lợng của các hạt nhân là m = 4,001MeV đập vào hạt nhân nhôm 5u, mAl = 26,97435u, mP = 29,97005u, mn
= 1MeV đập vào hạt nhân nhôm ,008670u, 1MeV đập vào hạt nhân nhôm u = 931MeV đập vào hạt nhân nhôm ,5Mev/c2 Giả sử hai hạt sinh ra có cùng vận tốc Động năng của hạt n là
A Kn = 0,8716MeV B Kn = 0,9367MeV
C Kn = 0,2367MeV D Kn = 0,0138MeV
Cõu 12 : Tiờm vào mỏu bệnh nhõn 10cm3 dung dịch chứa 24Na
11 cú chu kỡ bỏn ró T = 15h với nồng
độ 10-3mol/lớt Sau 6h lấy 10cm3 mỏu tỡm thấy 1,5.10-8 mol Na24 Coi Na24 phõn bố đều Thể tớch mỏu của người được tiờm khoảng:
Trang 2A 5 lít B 6 lít C 4 lít D 8 lít
Câu 13.Cho phản ứng hạt nhân 2
1D +2
1D 3He
2 + 1n
0 Biết độ hụt khối của 2D
1 là ( ∆mD = 0,0024u, ∆mHe = 0,0505u và 1u = 931,5Mev/c2, NA = 6,022.1023 mol-1 Nước trong tự nhiên có chứa 0,015% D2O, nếu toàn bộ 2D
1 được tách ra từ 1kg nước làm nhiên liệu dùng cho phản ứng trên thì toả
ra năng lượng là
A 3,46.108KJ B.1,73.1010KJ C.3,46.1010KJ D 30,762.106 kJ
Câu 14: Một hỗn hợp 2 chất phóng xạ có chu kì bán rã lần lượt là T1= 1 giờ và T2 =2 giờ Vậy chu kì bán rã của hỗn hợp trên là bao nhiêu?
A 0,67 giờ B 0,75 giờ C 0,5 giờ D Đáp án khác
Giải: Sau t = T1 = 1h số hạt nhân của chất phóng xạ thứ nhất giảm đi một nửa, còn số hạt nhân của chất phóng xạ thứ hai còn
2 1 02 2
N
=
2 02
N
>
2
02
N
Như vậy chu kì bán rã cảu hỗn hợp T > 1h
Câu 15 :Bắn một hat anpha vào hạt nhân nito 14N
7 đang đứng yên tạo ra phản ứng He 14N
7
4
1 + 17O
8 Năng lượng của phản ứng là E =1,21MeV.Giả sử hai hạt sinh ra có cùng vecto vận tốc Động năng của hạt anpha:(xem khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u gần bằng số khối của nó)
A1,36MeV B:1,65MeV C:1.63MeV D:1.56MeV
Câu 16 : Đồng vị phóng xạ Na24 phát ra phóng xạ - với chu kì bán rã T và hạt nhân con là Mg24 Tại thời điểm ban đầu tỉ số khối lượng Mg24 và Na24 là ¼ Sau thời gian 2T thì tỉ số đó là:
A 1 B 2 C 3 D 4
Câu 17 Phân tích một mẫu gỗ cỗ và một khúc gỗ vừa mới chặt có đồng vị phóng xạ 14C với chu kì bán rã 5600 năm Đ o độ phóng xạ của hai khúc gỗ thì thấy độ phóng xạ của khúc gỗ vừa mới chặt gấp 1,2 lần của khúc gỗ cỗ với khối lượng của mẫu gỗ cỗ gấp đôi khối lượng khúc gỗ mới chặt Tuổi của mẫu gỗ cỗ là: A 4903 năm B 1473 năm C 7073 năm D 4127 năm
Câu 18 : Một khối chất phóng xạ hỗn hợp gồm hai đồng vị với số lượng hạt nhân ban đầu như
nhau Đồng vị thứ nhất có chu kì T1 = 2,4 ngày ngày đồng vị thứ hai có T2 = 40 ngày ngày.Sau thời gian t1 thì có 87,5% số hạt nhân của hỗn hợp bị phân rã,sau thời gian t2 có 75% số hạt nhân của hỗn hợp bị phân rã.Tỉ số
2
1
t
t
là A t1 = 1,5 t2 B t2 = 1,5 t1 C t1 = 2,5 t2 D t2 = 2,5 t1
Câu 18 :: Biết U235 có thể bị phân hạch theo phản ứng sau : n U I Y 1n
0
94 39
139 53
235 92
1
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):
A 175,85MeV B 11,08.1012MeV C 5,45.1013MeV D 8,79.1012MeV
Giải: Nang lượng tỏa ra sau mỗi phân hạch:
E = ( mU + mn - mI - mY - 3mn )c2= 0,18878 uc2 = 175,84857 MeV = 175,85 MeV
Khi 1 phân hạch kích thích ban đầu sau 5 phân hach dây chuyền số phân hạch xảy ra là
1 + 2 + 4 + 8 + 16 = 31
Do đó số phân hạch sau 5 phân hạch dây chuyền từ 1010 phân hạch ban đầu N = 31.1010
Năng lượng tỏa ra E = N E = 31.10 10 x175,85 = 5,45.10 13 MeV Chọn đáp án C
Câu 20:: Để cho chu kì bán rã T của một chất phóng xạ, người ta dùng máy đếm xung Trong t1 giờ đầu tiên máy đếm được n1 xung; trong t2 = 2t1 giờ tiếp theo máy đếm được n2 =
64
9
n1 xung Chu kì bán rã T có giá trị là bao nhiêu?
A T = t1/2 B T = t1/3 C T = t1/4 D T = t1/6
Trang 3Câu 24 Xét phản ứng: n + 235U
92 140Ce
58 + 93Nb
41 + 3n + 7e- Cho năng lượng liên kết riêng 235U là 7,7 MeV, của 140Ce là 8,43 MeV, của 93Nb là 8,7 MeV Năng lượng tỏa ra ở phản ứng trên bằng
A.179,8 MeV B 173,4 MeV C 82,75 MeV D 128,5 MeV
Câu 25 Trong phản ứng dây chuyền của hạt nhân 235U , phản ứng thứ nhất có 100 hạt nhân 235U
bị phân rã và hệ số nhân notron là 1,6 Tính tổng số hạt nhân bị phân rã đến phản ứng thứ 101
A 5,45.1023 B.3,24.1022 C 6,88.1022 D 6,22.1023
Giải: Phản ứng thứ nhất có 100 hạt nhân 235U bị phân rã, phản ứng thứ hai có 100x1,6 =160 hạt nhân 235U ; phản ứng thứ ba có 100 x (1,6)2 hạt nhân 235U ; phản ứng thứ 100 có 100x (1,6)99 Tổng số hạt nhân bị phân rã đến phản ứng thứ 101
N = 100( 1,60 + 1,61 + 1,62 + +1,6100) =
1 6 , 1
) 1 6 , 1 (
100 101
= 6,88.10 22 hạt Đáp án C Câu 26: Một hỗn hợp gồm hai chất phóng xạ X và Y ban đầu số hạt phóng xạ của hai chất là như
nhau Biết chu kì phóng xạ của hai chất lần lượt là T1 và T2 với T2 = 2T1 Sau thời gian bao lâu thì hỗn hợp trên còn lại một phần hai số hạt ban đầu?
A 1,5T2 B 2T2 C 3T2 D 0,69T2
Câu 28 Để xác định lượng máu trong bệnh nhân người ta tiêm vào máu một người một lượng nhỏ
dung dịch chứa đồng vị phóng xạ Na24( chu kỳ bán rã 15 giờ) có độ phóng xạ 2Ci Sau 7,5 giờ người
ta lấy ra 1cm3 máu người đó thì thấy nó có độ phóng xạ 502 phân rã/phút Thể tích máu của người đó bằng bao nhiêu?
A 6,25 lít B 6,54 lít C 5,52 lít D 6,00 lít
Câu 29: Người ta trộn 2 nguồn phóng xạ với nhau Nguồn phóng xạ có hằng số phóng xạ là 1, nguồn phóng xạ thứ 2 có hằng số phóng xạ là 2 Biết 2 2 1 Số hạt nhân ban đầu của nguồn thứ nhất gấp 3 lần số hạt nhân ban đầu của nguồn thứ 2 Hằng số phóng xạ của nguồn hỗn hợp là
A.1 , 21 B 1 , 51 C 2 , 51 D 31
1 2 01
1
N N N N e e e e
Khi t = T(T là chu kỳ bán rã của hỗn hợp) thì N = ½(N01 +N02)=2/3 N01 (2)
Từ (1) và (2) ta có : 3.e 1.t e 2 1t 2
Đặt e 1 t. = X ta được : X23X 2 0 (*)
Phương trình (*) có nghiệm X = 0,5615528
1
1
0,5615528
t T
T
Câu 30: Người ta dùng máy để đếm số hạt nhân bị phân rã của một nguồn phóng xạ trong các khoảng
thời gian liên tiếp bằng nhau t Tỉ số hạt mà máy đếm được trong khoảng thời gian này là:
A giảm theo cấp số cộng B Giảm theo hàm số mũ
C Giảm theo cấp số nhân D hằng số
Giải: Giả sử tại thời điểm t số hạt nhân nguyên tử của chất phóng xạ: N = N0 e t
Tại thời điểm t1 = t + t: N1 = N0 e t1 = N0e (t t)
N1 = N1 – N = N0e t( 1- e t) (*)
Tại thời điểm t2 = t1 + t: N2 = N0 e t2 = N0e (t1 t)
N2 = N1 – N2 = N0e t1 ( 1- e t) = N0e (t1 t)( 1- e t ) (**)
Từ (*) và (**) ta suy ra :
2
1
N
N
= e t= const.Chọn đáp án D Câu 31.: Độ phóng xạ của một mẫu chất phóng xạ 55
24Cr cứ sau 5 phút được đo một lần cho kết quả
ba lần đo liên tiếp là: 7,13mCi ; 2,65 mCi ; 0,985 mCi Chu kỳ bán rã của Cr đó bằng bao nhiêu ?
A 3,5 phút B 1,12 phút C 35 giây D 112 giây
Trang 4Giải: Giả sử tại thời điểm t độ phóng xạ của mẫu chất : H = H0 e t
Tại thời điểm t1 = t + t: H1 = H0 e t1 = H0e (t t)
H1 = H1 – H = H0e t( 1- e t) (*)
Tại thời điểm t2 = t1 + t: H2 = H0 e t2 = H0e (t1 t)
H2 = H1 – H2 = H0e t1 ( 1- e t) = H0e (t1 t)( 1- e t ) (**)
Tương tự ta có
2
1
H
H
= e t; t = 5 phút
Với H1 = 7,13 – 2,65 = 4,48mCi
H2 = 2,65 – 0,985 = 1,665mCi
e t= 2,697 -> t = ln2,697 = 0,99214 -> = 0,19843
=
T
2
ln
-> T =
2 ln
= 3,493 phút = 3,5 phút Đáp án A Câu 32: Hạt nhân 210Po
84 đứng yên phóng xạ ra một hạt , biến đổi thành hạt nhân 206Pb
82 có kèm theo một photon.Bằng thực nghiệm, người ta đo đuợc năng lượng toả ra từ phản ứng là 6,42735 MeV, động năng của hạt là 6,18 MeV, tần số của bức xạ phát ra là 3,07417.1019 Hz, khối lượng các hạt nhân m P O = 209,9828u; m = 4,0015u ; Khối lượng hạt nhân 206Pb
82 lúc vừa sinh ra là bao nhiêu?:
Giải: (m P O - m Pb - m )c2 = E + K + hf
hf = 6,625.10-34.3,07417.1019 = 20,3664.,10-15 J = 0,12729MeV
(m P O - m Pb - m )c2 = E + K + hf = 12,73464MeV = 0,01367uc2
> m Pb = m P O - m - 0,01367u = 209,9828u - 4,0015u - 0,01367u = 205, 96763u
Câu 36: Năng lượng tỏa ra của 10g nhiên liệu trong phản ứng 2H
1 +3H
1 →4He
2 +1n
là E1 và của 10g nhiên liệu trong phản ứng 1n
0 + 235U
92 →139Xe
54 + 95Sr
0 +210 MeV là E2.Ta có:
A.E1>E2 B.E1=12E2 C.E1=4E2 D.E1 = E2
Câu 37 Một người bệnh phải chạy thận bằng phương pháp phóng xạ Nguồn phóng xạ đuợc sử dụng
có chu kỳ bán rã T 40ngày Trong lần khám đầu tiên người bệnh được chụp trong khoảng thời gian 12phút Do bệnh ở giai đoạn đầu nên trong 1 tháng người này 2 lần phải tới bệnh viện để chụp cụ thể lịch hẹn với bác sĩ như sau:
Thời gian: 08h Ngày 05/11/2012 PP điều trị: Chụp phóng xạ (BS Vũ Ngọc Minh) Thời gian: 08h Ngày 20/11/2012 PP điều trị: Chụp phóng xạ (BS Vũ Ngọc Minh) Hỏi ở lần chụp thứ 3 người này cần chụp trong khoảng thời gian bằng bao nhiêu để nhận được liều
lượng phóng xạ như các lần trước: Coi rằng khoảng thời gian chụp rất nhỏ so với thời gian điều trị mỗi lần.
A 15,24phút B 18,18phút C 20,18phút D 21,36phút
Câu 38 ,U238 phân rã thành Pb 206 với chu kỳ bán rã 4,47.109 nam Môt khối đá chứa 93,94.10-5 kg
và 4,27.10-5 kg Pb Giả sử khối đá lúc đầu hoàn toàn nguyên chất chỉ có U238.Tuổi của khối đá là: A.5,28.106(năm) B.3,64.108(năm) C.3,32.108(nam) B.6,04.109(năm
Câu 39 Tính công cần thiết để tăng tốc một electron từ trạng thái nghỉ đến vận tốc 0,50c.
A.0,144m0c2 B.0,225m0c2 C.0,25m0c2 D.0,5m0c2
Câu 40: Cho một hạt nhân khối lượng A đang đứng yên thì phân rã thành 2 hạt nhân có khối lượng B
và D ( với B < D ) Cho tốc độ ánh sáng trong chân không là c Động năng của B lớn hơn động năng hạt D là:
Trang 5A
D B
c D B A B
D
(
) B
D B
c D B A A B B
(
C
D
c D B
A
D
B
c A D B
Giải: Gọi động năng của B và D là KB và KD
KB =
2
2
B
Bv
; KD =
2
2
D Dv
theo ĐL bảo toàn động lượng ta có BvB = DvD ->
D
B v
v
=
B D
Năng lượng phản ứng tỏa ra ∆E = (A - B - D)c2 = KB + KD (*)
D
B
K
K
= 2
2
D
B
Dv
Bv
=
B
D
->
D
D B K
K
K
=
B
B
D
(**)
và
D
D B K
K
K
=
B
B
D
(***)
Từ (**) và (***)
D B
D B K K
K K
=
B D
B D
->
K B – K D =
B D
B D
(K B + K D ) =
B D
c D B A B D
(
Đáp án A Câu 43 .một gia đình sử dụng hết 1000kwh điện trong một tháng Cho tốc độ ánh sáng là 3.108 m/s nếu có cách chuyển một chiếc móng tay nặng 0,1g thành điện năng thì sẽ đủ cho gia đình sử dụng trong bao lâu
A 625 năm B.208 năm 4 tháng C 150 năm 2 tháng D 300 năm tròn