Lý thuyết vật lý hạt nhân

- Các nuclôn liên kết với nhau bởi các lực hạt nhân rất mạnh nhưng có bán kính tác dụng rất ngắn khoảng 10-15m - Hạt nhân của các nguyên tố có ký hiệu AX Z thì chứa Z prôtôn và A-Z nơtr

CHƯƠNG VII HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

I NHỮNG ĐIỀU CẦN NHỚ

1 Cấu tạo hạt nhân nguyên tử

- Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôtôn mang điện tích dương (+e) và các nơtron không mang điện điện gọi chung là

các nuclôn

- Các nuclôn liên kết với nhau bởi các lực hạt nhân rất mạnh nhưng có bán kính tác dụng rất ngắn (khoảng 10-15m)

- Hạt nhân của các nguyên tố có ký hiệu AX

Z thì chứa Z prôtôn và (A-Z) nơtron

- Các hạt nhân cùng Z khác (A-Z) tức là khác A gọi là các hạt nhân đồng vị

- Đơn vị khối lượng nguyên tử u: 1 u 1, 66055.10 27kg 931, 5 MeV2

c



- Năng lượng liên kết của hạt nhân: Wlk   m c 2    ( Zmp ( A Z m  ) n)  mX  ( c MeV2 );

Với  m = Z m p ( A Z m  ). n mX được gọi là độ hụt khối của hạt nhân

- Năng lượng liên kết riêng: Wlk ( / )

MeV nuclon A

  Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững

-*Tia  có tốc độ khoảng 2.107m s / , làm ion hóa mạnh các các nguyên tử trên đường đi của nó nên năng lượng giảm

nhanh (trong không khí đi được vài xentimét, không xuyên qua được tấm bìa dày 1mm)

- Khi phóng xạ  thì nhân con lùi 2 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn và có số khối nhỏ hơn 4 đơn vị so với hạt nhân mẹ

PTPX: Z AX A Z42Y 24He



* Tia  phóng ra với tốc độ lớn, có thể xấp xỉ bằng tốc độ ánh sáng Nó cũng làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn tia 

Trong không khí có thể đi được vài trăm mét và có thể xuyên qua tấm nhôm dày cỡ mm

- Khi phóng xạ  (01e) thì hạt nhân con tiến 1 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn và có số khối bằng số khối của hạt nhân

Hiện tượng phóng xạ tuân theo quy luật:

- Số hạt nhân còn lại sau khoảng thời gian t: N  N0e  t hoặc T

đơn vị giây (s)

- Số hạt nhân ban đầu: NA

A

m

N0  (trong đó NA  6 , 023 1023 mol-1 là số Avôgadro)

- Khối lượng chất mới tạo thành sau thời gian t: 1 1.

A

m N





- Hằng số phóng xạ:

T T

693 , 0 2 ln





- Tại một thời điểm, một nguyên tử chỉ thực hiện được một trong 3 phóng xạ , ,  có thể kèm 

4 Phản ứng hạt nhân Năng ượng hạt nhân

- Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa các hạt nhân dẫn đến sự biến đổi của chúng thành hạt nhân khác

-Các định luật bảo toàn:

a)Định luật bảo toàn điện tích (bảo toàn nguyên tử số Z): Z3 Z4  Z1 Z2

b)Định luật bảo toàn số nuclon (số khối): A3 A4  A1 A2

c)Định luật bảo toàn động lượng:

-Không có định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn số nơ tron

-Mối quan hệ giữa P và k: P2 = 2mk

*Năng lượng tỏa ra hay thu vào trong phản ứng hạt nhân:   2

Trong đó: Mt = m1 + m2 là tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng

Ms = m3 + m4 là tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng

Chú ý: +Nếu Mt > Ms thì phản ứng tỏa năng lượng (  E 0) dưới dạng động năng của các hạt X3; X4 hoặc photon  Khi đó

các hạt sinh ra có độ hụt khối lớn hơn nên bền vững hơn các hạt ban đầu

+Nếu Mt < Ms thì phản ứng thu năng lượng (  E 0) dưới dạng động năng của các hạt X1; X2 hoặc photon  Khi đó

các hạt sinh ra có độ hụt khối nhỏ hơn nên kém bền vững hơn các hạt ban đầu

Năng lượng liên kết riêng tương ứng là    1; 2; 3; 4

Năng lượng liên kết tương ứng là  E1;  E2;  E3;  E4

5.Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng:

+ Một hạt nhân nặng (rất nặng) hấp thụ một nơtron vở thành hai hạt nhân trung bình, cùng với 2 đến 3 nơtron (sự phân

hạch) Nếu sự phân hạch có tính chất dây chuyền thì năng lượng tỏa ra rất lớn Không khống chế thì tạo thành bom hạt nhân, khống

chế được trong lò phản ứng hạt nhân để cung cấp năng lượng phục vụ hòa bình

+ Điều kiện xảy ra phản ứng dây chuyền: Xét số nơtron trung bình k còn lại sau mỗi phân hạch (hệ số nhân nơtron)

k < 1 không xảy ra phản ứng dây chuyền

k = 1 phản ứng dây chuyền xảy ra, điều khiển được (kiểm soát được)

k > 1 phản ứng không kiểm soát được

Ngoài ra khối lượng U235 phải đạt giá trị tối thiểu gọi là khối lượng tới hạn (khoảng 15kg) thì mới phát

huy năng lượng hạt nhân

+ Hai hạt nhân rất nhẹ, kết hợp thành hạt nhân nặng hơn Phản ứng chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao, nên gọi là phản ứng

nhiệt hạch Đến nay phản ứng nhiệt hạch chỉ thực hiện dưới dạng chưa kiểm soát, đã có bom H (kíp nổ là bom nguyên tử)

6.Các hằng số và đơn vị thường sử dụng:

*Số Avogadro: NA = 6,023.1023 mol-1

*Đơn vị năng lượng: 1eV = 1,6.10-19J; 1MeV = 106eV = 1,6.10-13J

*Đơn vị khối lượng nguyên tử (đơn vị cacbon): 1u = 1,66055.10-27kg = 931,5MeV2

c

*Điện tích nguyên tố: e 1, 6.1019J

 *Khối lượng proton: mp = 1,00728u

*Khối lượng nơtron: mn = 1,00866u

*Khối lượng electron: me = 9,1.10-31kg = 5,486.10-4u (rất nhỏ so với p và n

m N A



Số hạt nhân còn lại sau thời gian phóng xạ  t: N  N e0. .t

Số hạt nhân bị phân rã trong thời gian  t:  N  N0 N  .

4,18.10 (1 ) 2, 46.10

Câu 2: Chu kì bán rã của Radon (22286Rn) là 3,8 ngày đêm Khi phóng xạ tia  , Radon biến thành Poloni

a)Xác định có bao nhiêu nguyên tử Radon bị phân rã sau 7,6 ngày trong 44,4mg 22286Rn?

b)Tìm khối lượng Poloni được tạo thành trong thời gian trên?

A Rn

m N A

Số hạt nhân 22286Rn bị phân rã sau 7,6 ngày :  N  N0  N = 0,90345.1020

b)Số hạt nhân 22286Rn bị phân rã bằng số hạt nhân Poloni tạo thành trong 7,6 ngày đêm, tức là:

6, 023.10

Po Po Po

Câu 3: Ngày nay tỉ lệ của 23592U là 0,72% urani tự nhiên, còn lại là 23892U Cho biết chu kì bán rã của chúng lần lượt là 7,04 108 năm

và 4,46.109 năm Tính tỉ lệ của 23592U trong tự nhiên vào thời kì Trái Đất được tạo thành cách đây 4,5 tỉ năm?

*Bài giải:

Gọi N01; N02 lần lượt là số hạt nhân 23592U và 23892U khi Trái Đất được hình thành

Số hạt nhân 23592U và 23892U hiện nay: 1 2

*Ví dụ:

Câu 4:23492U là sản phẩm phân rã của 23892U và chiếm tỉ lệ 0,006% trong quặng Urani tự nhiên khi cân bằng phóng xạ được thiết lập

Tính chu kì bán rã 23492U ? Biết chu kì bán rã của 23892U là 4,5 tỉ năm

.

Ta chứng minh được các công thức sau:

Câu 6: Trong một mẫu quặng urani, người ta tìm thấy có lẫn chì 20682Pb cùng với 23892U , nếu tỉ lệ tìm thấy là cứ 10 nguyên tử urani thì

có 2 nguyên tử chì Hãy xác định tuổi của mẫu quặng? Cho chu kì bán rã của urani 23892U là 4,5 tỉ năm

*Bài giải:

Phương trình phản ứng hạt nhân theo chuỗi phản ứng sau: 23892U  x He 24  y 01e 20682Pb (chú ý, sự phóng xạ này không có phóng

xạ )

Áp dụng định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích, ta tìm được x = 8; y = 6

Vậy phương trình tường minh: 23892U  824He  601e  20682Pb

Gọi N0 là số hạt nhân 23892U tại thời điểm t0 = 0

Gọi N là số hạt nhân 23892U tại thời điểm t, ta có: 0. t

Gọi N0 là số hạt nhân 31T tại thời điểm t0 = 0

Gọi N là số hạt nhân 31T tại thời điểm t = 5,11 năm

Theo phương pháp ta có:

0

.ln 2 ln

t T

N N



 

 

  (*)

Theo đề, số nguyên tử của đồng vị ấy cứ 5,11 năm giảm 25%, tức là:

Phương trình phản ứng hạt nhân lần thứ hai: 2960Cu  A Z''Y 01e

Dễ dàng thấy được: A’ = 60; Z’ = 30 Hạt nhân ở ô 30 trong bảng HTTH là đồng vị kẽm 3060Zn

Vậy Y là 3060Zn

LOẠI 5 NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN

*Phương pháp:

+Năng lượng liên kết hạt nhân X: Wlk   m cX. 2    Z m p ( A Z m  ). n mX  c2;  mX là độ hụt khối của hạt nhân X

+Năng lượng liên kết riêng: Wlk

Nếu mA mB  mC  mD thì   E 0: Phản ứng tỏa năng lượng

Nếu mA mB  mC mD thì   E 0: Phản ứng thu năng lượng

Ví dụ:

Câu 9: Tính năng lượng liên kết của các hạt nhân bo 115B; phôt pho 1531P; plutoni 23994Pu Hạt nhân nào bền vững nhất? Cho mB =

11,009305u; mP = 30,973765u; mPu = 239,052146u; mp = 1,007825u; mn = 1,008665u; 1u = 931,5MeV/c2

lk B

MeV



lk P

lk Pu

Câu 10: Khi bắn hạt nhân nitơ 147N bằng các hạt , tức thời một hạt nhân flo rất không bền được tạo thành Ngay lập tức flo lại

phân rã ngay và chuyển thành hạt nhân bền của oxi và một proton Đó là phản ứng hạt nhân được Rơđơpho thực hiện lần đầu tiên

Viết phương trình phản ứng và xác định xem phản ứng tỏa hay thu năng lượng tính năng lượng đó? Cho mN = 13,999275u; m =

4,001506u; mO = 16,994764u; mp = 1,007276u; 1u = 931,5MeV/c2

*Bài giải:

Phương trình phản ứng hạt nhân: 24He 147N 189F 17811p

Tổng khối lượng các hạt trước phản ứng: M0 = mN + m = 18,000747u

Tổng khối lượng các hạt sau phản ứng: M = mO + mp = 18,002022u

Ta thấy M0 < M, do đó phản ứng thu năng lượng

Năng lượng thu vào trong phản ứng là:

a)Hạt nhân 23892U qua một dãy phóng xạ  &  biến thành hạt nhân 20682Pb Trong quá trình đó, có bao nhiêu hạt nhân heli và bao

nhiêu electron được giải phóng?

b)Coi rằng mỗi hạt nhân 23592U bị phân hạch sẽ cho một năng lượng 215MeV Hỏi nếu 1kg 23892U bị phân hạch hoàn toàn sẽ cho bao

Áp dụng định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích, ta tìm được x = 8; y = 6

Vậy phương trình tường minh: 23892U  824He  601e  20682Pb

Vậy có 8 hạt nhân heli và 6 hạt electron giải phóng ra

A

m N N A

+Trường hợp hạt nhân A hoặc nhân B lúc đầu đứng yên; chẳng hạn A đứng yên v A  0  P A  0

Khi đó ta có: P   B  PC PD

Sử dụng qui tắc hình bình hành để tìm biểu thức đại số

Ta có giản đồ vector trong trường hợp tổng quát :  v v  C, D     P P  C, D  

*Chú ý: Đây là loại bài tập rất phức tạp, nên yêu cầu học sinh ghi nhớ luôn biểu thức trong từng trường hợp cụ thể mà không cần

phải chứng minh trong khi làm bài trắc nghiệm!

*Ví dụ:

Câu 12: Dùng hạt  có động năng K  9, 7 MeV bắn vào hạt nhân 147N đang đứng yên Sau tương tác, tạo ra hạt X và proton

cùng chuyển động theo hai phương khác nhau Xác định góc giữa phương chuyển động của hạt  và hạt proton? Biết Proton có động

năng Kp = 7,0MeV; mN = 14,003074u; m  4, 002603 ; u mp  1, 007825 ; u mX  16, 999133 u; 1u = 931,5MeV/c2

*Bài giải:

Phương trình phản ứng hạt nhân: 24He 147N 11p 178O (X là oxi)

AD định luật bảo toàn động lượng: P     Pp  PO



DP



BP

2 2 1, 007825.7, 0.4, 002603.9, 7

7, 055 38, 825 25, 618 20, 262

0, 612 52 33,106

a)Phản ứng này thu hay tỏa bao nhiêu năng lượng?

b)Tính động năng các hạt sinh ra theo động năng hạt ?

c)Tính động năng hạt  theoơn vị MeV?

Biết mN = 14,003074u; m  4, 002603 ; u mp  1, 007825 ; u mO  16, 999133 u; 1uc2 = 931,5MeV

Vật phản ứng thu năng lượng, giá trị năng lượng thu vào là 1,1932515MeV

b)Định lum  4, 001506 uật bảo toàn động lượng: P     Pp PO  m v  m vpp m vOO

Câu 14: Dùng hạt proton bắn phá hạt nhân 1123Na tạo ra hạt  và hạt nhân X

a)Viết phương trình phản ứng và gọi tên hạt nhân X?

b)Tính năng lượng tỏa ra (hay thu vào) của phản ứng trên?

c)Nếu hạt proton có động năng là 3,5MeV và hạt Na đứng yên thì vận tốc của hạt  và hạt X có cùng độ lớn Hãy xác định động

năng của hạt X? Biết mNa = 22,983734u; mp = 1,007276u; m  4, 001506 u; mX = 19,986950u; 1uc2 = 931,5MeV

*Bài giải:

a)Phương trình: 11p 1123Na  24He Z AX

Vậy phản ứng tỏa năng lượng

c)Động năng của hạt Ne: KX=

1

19,986950u

p X

a)Tìm năng lượng liên kết của hạt nhân thori 23492U ?

b)Tính năng lượng tỏa ra trong phản ứng trên?

c)Biết hạt nhân 23492U đứng yên và năng lượng tỏa ra trong phản ứng chuyển biến thành động năng của các hạt tạo thành Tính động

năng và vận tốc của hạt  ? Cho biết mU = 234,0410u; mTh = 230,0232u; m = 4,0026u; mp = 1,0073u; mn = 1,0087u; 1uc2 =

  1  K  57,5.0, 242 13,92  MeV

Câu 16: Người ta dùng proton bắn phá hạt nhân beri 49Be Hai hạt sinh ra là heli và X theo phương trình: 11p  49Be  24He  X

a)Viết đầy đủ phản ứng hạt nhân?

b)Biết răng beri đứng yên, proton có động năng Kp = 5,45MeV; heli có vận tốc vuông góc với vận tốc proton và có động năng KHe =

4MeV Tính động năng của hạt X?

c)Tìm năng lượng mà phản ứng tỏa ra?

Cho rằng khối lượng của một hạt nhân (đo bằng đơn vị u) xấp xỉ bằng số khối A của nó

III BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

CHỦ ĐỀ 1: TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN, NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN

1 Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về cấu tạo của hạt nhân nguyên tử ?

A Hạt nhân được cấu tạo từ các nuclôn B Số prôtôn trong hạt nhân đúng bằng số êlectron trong nguyên tử

C Có hai loại nuclôn là prôtôn và nơtron D Số prôtôn trong hạt nhân nhỏ hơn số êlectron trong nguyên tử

2 Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về cấu tạo của hạt nhân nguyên tử ?

A Prôtôn trong hạt nhân mang điện tích +e B Nơtron trong hạt nhân mang điện tích –e

C Tổng prôtôn và nơtron là gọi là số khối D Số prôtôn trong hạt nhân đúng bằng số êlectron trong nguyên tử

3 Năng lượng liên kết là

A Toàn bộ năng lượng của nguyên tử gồm động năng và năng lượng nghỉ

B Năng lượng tỏa ra khi các nuclôn liên kết với nhau tạo thành hạt nhân

C Năng lượng toàn phần của nguyên tử tính trung bình trên số nuclôn.ư

D Năng lượng liên kết các êlectron với hạt nhân nguyên tử

4 Phát biểu nào sau đây là đúng?

A Hạt nhân nguyên tử AZXđược cấu tạo gồm Z nơtron và A prôtôn

B Hạt nhân nguyên tử AZX được cấu tạo gồm Z nơtron và A nơtron

C Hạt nhân nguyên tử AZX được cấu tạo gồmZ prôtôn và (A–Z) nơtron

D Hạt nhân nguyên tử AZX được cấu tạo gồm Z nơtron và (A+Z) prôtôn

5 Số nơtron và prôtôn trong hạt nhân nguyên tử 20983Bi là:



XP



A n  209 , p  83 B n  83 , p  209 C n  126 , p  83 D n  83 , p  216

6 Hãy chọn câu đúng

A Trong ion đơn nguyên tử sổ prôtôn bằng số êlectron B Trong hạt nhân số prôtôn bằng số nơtron

C Trong hạt nhân số prôtôn bằng hoặc nhỏ hơn số nơtron D Lực hạt nhân có bán kính tác dụng nhỏhơn bán kính

nguyên tử

7 Hãy chọn câu đúng

A Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôtôn

B Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các nơtron

C Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôtôn và các nơtron

D Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôtôn, nơtron và êlectron

8 Hạt nhân nguyên tử có 82 prôtôn và 125 nơtron Hạt nhân nguyên tử này có ký hiệu:

A 12582Pb B 12582Pb C 20782Pb D 20782Pb

9 Nguyên tử của đồng vị phóng xạ 23592U có:

A 92 êlectron và tổng số prôtôn và êlectron bằng 235 B 92 prôtôn và tổng số nơtron và êlectron bằng 235

C 92 nơtron và tổng số nơtron và prôtôn bằng 235 D 92 nơtron và tổng số prôtôn và êlectron bằng 235

10 Hạt nhân 23892Ucó cấu tạo gồm:

11 Số Prôtôn 15,9949 gam 168Olà:

12 Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ:

A các prôtôn B các nơtron C các êlectron D các nuclôn

13 Hạt nhân 6027Co có cấu tạo gồm:

A 33 prôtôn và 27 nơtron B 27 prôtôn và 60 nơtron

C 27 prôtôn và 33 nơtron D 60 prôtôn và 27 nơtron

14 Phát biểu nào sau đây là đúng

A Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số khối A bằng nhau

B Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số prôtôn bằng nhau, số nơtron khác nhau

C Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số nơtron bằng nhau, số prôtôn khác nhau

D Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có khối lượng bằng nhau

15 Đồng vị của một nguyên tử đã cho khác nguyên tử đó về:

A Số hạt nơtron trong hạt nhân và số êlectron trên các quỹ đạo B Số hạt nơtron trong hạt nhân

C Số hạt prôtôn trong hạt nhân và số êlectron trên các quỹ đạo D Số êlectron trên các quỹ đạo

16 Hãy chọn câu đúng Các nguyên tử gọi là đồng vị khi:

A có cùng vị trí trong bảng tuần hoàn

B hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z nhưng có số nơtron khác nhau

C hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z nhưng có số nuclôn A khác nhau

D Cả A, B và C đều đúng

17 Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về hạt nhân đồng vị ?

A Các hạt nhân đồng vị có cùng số Z nhưng khác nhau sốA B Các hạt nhân đồng vị có cùng số A nhưng khác nhau sốZ

C Các hạt nhân đồng vị có cùng số nơtron D Cả A, B và C đều đúng

18 Định nghĩa sau đây về đơn vị khối lượng nguyên tử là đúng ?

A u bằng khối lượng của một nguyên tử 11H B u bằng khối lượng của một hạt nhân nguyên tử 126C

19 Lực hạt nhân là lực nào sau đây ?

A Lực điện B Lực từ C Lực tương tác giữa các nuclôn D Lực tương tác giữa các thiên hà

20 Độ hụt khối của hạt nhân có biểu thức:

A  m  ( A Z m  ) n Zmp B  m  mX  ( A Z m  ) n Zmp

C  m    ( A Z m  ) n Zmp   mX D  m  Zmp  ( A Z m  ) n

21 Đại lượng nào đặc trưng cho mức độ bền vững của một hạt nhân ?

A Năng lượng liên kết B Năng lượng liên kết riêng C Số hạt prôtôn D Số hạt nuclôn

22 Đại lượng nào sau đây không bảo toàn trong phản ứng hạt nhân ?

A năng lượng toàn phần B điện tích C động năng D số nuclon

23 Đơn vị đo khối lượng nào không sử dụng trong việc khảo sát các phản ứng hạt nhân ?

c D u (đơn vị khối lượng nguyên tử)

24 Phát biểu nào sau đây là đúng?

A năng lượng liên kết là toàn bộ năng lượng của nguyên tử gồm động năng và năng lượng nghỉ

B Năng lượng liên kết là năng lượng toả ra khi các nuclôn liên kết với nhau tạo thành hạt nhân

C Năng lượng liên kết là năng lượng toàn phần của nguyên tử tính trung bình trên số nuclôn

D Năng lượng liên kết là năng lượng liên kết các êlectron và hạt nhân nguyên tử

25 Hạt nhân đơteri 12Dcó khối lượng 2,0136 u Biết khối lượng của prôtôn là 1,0073 u và khối lượng của nơtron là 1,0087 u Năng

lượng liên kết của hạt nhân 12D là

A 0,67 MeV B 1,86 MeV C 2,02 MeV D 2,23 MeV

26 Hạt  có khối lượng 4,0015 u Biết số A – ga – đrô NA = 6,02.1023 mol1

, 1 u  931 M V ce / 2, năng lượng tỏa ra khi các nuclôn kết hợp với nhau tạo thành 1 mol khí heli là:

A 2,7.10 12 J B 3,5.1012 J C 2,7.1010 J D 3,5.1010 J

27 Hạt nhân 6027C0được cấu tạo từ

A 33prôtôn và 27 nơtron B 27 prôtôn và 60 nơtron C 27 prôtôn và 33 nơtron D 33 prôtôn và 27 nơtron

28 Hạt nhân 6027C0 có khối lượng là 55, 940 u Biết khối lượng của prôtôn là 1,0073 u và khối lượng của nơtron là 1,0087 u Năng

lượng liên kết riêng của hạt nhân 6027C0là

A 70,5 MeV B 70,4 MeV C 48,9 MeV D 54,4 MeV

29 Hạt nhân đơteri 21Dcó khối lượng 2,0136 u Biết khối lượng của prôtôn là 1,0073 u và khồi lượng của nơtron là 1,0073 u và khối

lượng của nơtron là 1,0087 u Năng lượng liên kết của hạt nhân 21Dlà

A 0,67 MeV B 1,86 MeV C 2,02 MeV D 2,23 MeV

30 Hạt nhân 6027Co có khối lượng là 55,940 u Biết khối lượng của prôtôn là 1,0073 u và klho61i lượng của nơtron là 1,0087 u Năng

lượng liên kết riêng của hạt nhân 6027Co là

A 70,5 MeV B 70,4MeV C 48,9 MeV D 54,4 MeV

CHỦ ĐỀ 2: PHÓNG XẠ

1 Chọn câu đúng Trong quá trình phóng xạ của một chất, số hạt phóng xạ

A giảm theo thời gian B giảm theo đường hypebol C không giảm D giảm theo quy luật hàm số mũ

2 Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân

A Chỉ phát ra bức xạ điện từ B Tự phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành một hạt nhân khác

C Không tự phát ra các tia phóng xạ D Phóng ra các tia phóng xạ, khi bị bắn phá bằng những hạt chuyển động

nhanh

3 Phát biểu nào sau đây khi nói về tia anpha là không đúng ?

A Tia anpha thực chất là hạt nhân nguyên tử heli ( 42He )

B Khi di qua điện trường giữa hai bản tụ điện, tia anpha bị lêch về phía bản âm tụ điện

C Tia anpha phóng ra từ hạt nhân với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng

D Khi đi trong không khí, tia anpha làm ion hóa không khí và mất dând năng lượng

4 Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về sự phóng xạ là không đúng ?

A Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân tự phát phóng ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác

B Sự phóng xạ tuân theo định luật phóng xạ

C Phóng xạ là một trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân

D Phóng xạ không phải là trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân

5 Điều khẳng định nào sau đây là đúng khi nói về phóng xạ anpha (  )

A Hạt nhân tự phát phóng xạ ra hạt nhân heli ( 42He)

B Trong bảng hệ thống tuần hoàn, hạt nhân con lùi hai ô so với hạt nhân mẹ

C Số khối của hạt nhân con nhỏ hơn số khối của hạt nhân mẹ 4 đơn vị

D Số khối của hạt nhân con bằng số khối của hạt nhân mẹ

6 Kết luận nào về bản chất của các tia phóng xạ dưới đây là không đúng ?

A Tia    , , đều có chung bản chất là sóng điện từ có bước sóng khác nhau B Tia  là dòng các hạt nhân nguyên tử

8 Phát biểu nào sau đây là không đúng ?

A Hạt  và hạt  có khối lượng bằng nhau

10 Trong các phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn

11 Khi phóng xạ  , so với hạt nhân mẹ thì hạt nhân con ở vị trí nào ?

12 Hãy chọn câu đúng Hạt nhân 146C phóng xạ  Hạt nhân con sinh ra là

13 Phát biểu nào sau đây là đúng?

A Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử phát ra sóng điện từ

B Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử phát ra các tia  ,  , 

C Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử phát ra các tia không nhìn thấy và biến đổi thành hạt nhân khác

D Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử nặng bị phá vỡ thành các hạt nhân nhẹ khi hấp thụ nơtron

14 Kết luận nào về bản chất của các tia phóng xạ dưới đây là không đúng?

A Tia  , ,  đều có chung bản chất là sóng điện từ có bước sóng khác nhau B Tia  là dòng các hạt nhân nguyên tử

15 Muốn phát ra bức xạ, chất phóng xạ thiên nhiên cần phải được kích thích bởi

A ánh sáng mặt trời B tia tử ngoại C tia X D tất cả đều sai

17 Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Tia  là dòng các hạt nhân của nguyên tử hêli 24He B Khi đi qua điện trường giữa hai bản tụ điện, tia  lệch về phía bản

âm

C Tia  ion hóa không khí rất mạnh D Tia  có khả năng đâm xuyên rất mạnh nên được chữa bệnh ung

thư

18 Điều nào sau đây là sai khi nói về tia 

A bị lệch khi xuyên qua một điện trường hay từ trường B làm ion hóa chất khí

C làm phát quang một số chất D có khả năng đâm xuyên mạnh.

19 Điều nào sau đây là sai khi nói về tia 

A Tia  thực chất là hạt nhân của nguyên tử hêli 24He

B Khi đi qua điện trường giữa hai bản tụ điện, tia  lệch về phía bản âm của tụ điện

C Tia  phóng ra từ hạt nhân với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng

D Khi đi trong không khí, tia làm ion hóa không khí và mất dần năng lượng

20 Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Hạt và hạt có khối lượng bằng nhau

A các nguyên tử hêli bị ion hóa

B các hạt nhân nguyên tử hiđrô

22 Tia 

không có tính chất nào sau đây ?

A Mang điện tích âm B Có vận tốc lớn và đâm xuyên mạnh

C Bị lệch về bản âm khi xuyên qua tụ điện D Làm phát quang một số chất

23 Chu kỳ bán rã của một chất phóng xạ là thời gian sau đó:

A hiện tượng phóng xạ lặp lại như cũ B 1

2 số hạt nhân của chất phóng xạ bị phân rã.

C độ phóng xạ tăng gấp 2 lần D khối lượng của chất phóng xạ tăng lên 2 lần so với khối lượng ban đầu

24 Chỉ ra câu sai khi nói về tia 

A Không mang điện tích B Có bản chất như tia X

C Có khả năng đâm xuyên rất lớn D Có vận tốc nhỏ hơn vận tốc ánh sáng

25 Bức xạ nào sau đây có bước sóng nhỏ nhất

A Tia hồng ngoại B Tia X C Tia tử ngoại D Tia 

26 Chỉ ra câu sai trong các câu sau:

A Tia  gồm các hạt nhân của nguyên tử hêli

B Tia 

gồm các hạt có cùng khối lượng với êlectron nhưng mang điện tích nguyên tố dương

C Tia 

là các êlectron nên không phải phóng ra từ hạt nhân

D Tia  bị lệch trong điện trường ít hơn tia 

27 Tính chất nào sau đây không phải là tính chất chung của các tia , ,  ?

A Có khả năng ion hóa B Bị lệch trong điện trường hoặc trong từ trường

C Có tác dụng lên phim ảnh D Có mang năng lượng

28 Các tia được sắp xếp theo khả năng xuyên thấu tăng dần khi ba tia này xuyên qua không khí là:

29 Chỉ ra câu sai trong các câu sau:

A Phóng xạ  là phóng xạ đi kèm theo các phóng xạ  và 

B Vì tia 

là các êlectron nên nó được phóng ra từ lớp vỏ của nguyên tử

C Không có sự biến đổi hạt nhân trong phóng xạ 

D Phôtôn  do hạt nhân phóng ra có năng lượng rất lớn

30 Trong phóng xạ 

, so với hạt nhân mẹ trong bảng hệ thống tuần hoàn thì hạt hạt nhân con có vị trí:

31 Trong phóng xạ 

, so với hạt nhân mẹ trong bảng hệ thống tuần hoàn thì hạt hạt nhân con có vị trí:

32 Chỉ ra câu sai Tia  :

A gây nguy hại cho cơ thể B có khả năng đâm xuyên mạnh

C không bị lệch trong điện trường và từ trường D có bước sóng lớn hơn tia Rơnghen

33 Kết luận nào dưới đây không đúng?

A Độ phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ

B Độ phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một chất phóng xạ

C Độ phóng xạ phụ thuộc vào bản chất phóng xạ, tỉ lệ thuận với số nguyên tử của chất phóng xạ

D Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ giảm dần theo thời gian theo quy luật quy luật hàm số mũ

34 Biểu thức nào sau đây đúg với nội dung của định luật phóng xạ

A m  m e0.  t B m0  m e  t C m  m e0.  t D 1 0

2

44 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ hạt nhân AZX biến đổi thành hạt nhân thì AZ''Ythì

45 Một nguồn phóng xạ có chu kỳ bán rã T và tại thời điểm ban đầu có N0 hạt nhân Sau các khoảng thời gian T/2, 2T, 3T thì số hạt

nhân còn lại lần lượt bằng:

47 1124Na là chất phóng xạ  với chu kì bán rã 15 h Ban đầu có một lượng 1124Na thì sau một khoảng thời gian bao nhiêu chất

phóng xạ trên bị phân rã 75% ?

A 7 h B 15 h C 22 h D 30 h

48 Đồng vị côban 6027Co là chất phóng xạ  với chu kì bán rã T = 5,33 năm Ban đầu một lượng Co có khối lượng m0 Sau một

năm lượng Co trên bị phân rã bao nhiêu phần trăm ?

A 12,2% B 27,8% C 30,2% D 42,7%

49 Một lượng chất phóng xạ 22286 Rn ban đầu có khối lượng 1mg Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75% Chu kì bán rã của Rn là

(Giảm tải)

A 4,0 ngày B 3,8 ngày C 3,5 ngày D 2,7 ngày

50 Một lượng chất phóng xạ 22286 Rn ban đầu có khối lượng 1mg Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75% Độ phóng xạ của lượng

Rn còn lại là (Giảm tải)

A 3,40.1011Bq B 3,88.1011Bq C 3,58.1011Bq D 5,03.1011Bq

51 Chất phóng xạ 21084 Po phát ra tia  và biến đổi thành 20682 Pb Chu kỳ bán rã của Po là 138 ngày Ban đầu có 100g Po thì sau

bao lâu lượng Po chỉ còn 1g ?

A 917 ngày B 834 ngày C 653 ngày D 549 ngày

52 Chu kỳ bán rã của 6027CObằng 5 năm Sau 10 năm lượng 6027COcó khối lượng 1 gam sẽ còn lại:

53 Chu kỳ bán rã của một đồng vị phóng xạ là T Tại thời điểm ban đầu mẫu chứa N0 hạt nhân Sau khoảng thời gian 3T trong mẫu:

A còn lại 25%N0 hạt nhân B đã bị phân rã 25%N0 hạt nhân

C còn lại 12,5%N0 hạt nhân D đã bị phân rã 12,5%N0 hạt nhân

54 Chu kỳ bán rã của 3890Sr là 20 năm Sau 80 năm sô phần trăm hạt nhân chưa bị phân rã còn lại là:

55 Trong khoảng thời gian 4 giờ đã có 75% số hạt nhân ban đầu của một đồng vị phóng xạ phân rã Chu kỳ bán rã của đồng vị này là:

A 1 giờ B 3 giờ C 2 giờ D 4 giờ

56 Đồng vị 6027Colà chất phóng xạ với chu kì bán rã T = 5,33 năm, ban đầu một lượng Co có khối lượng m0 Sau một năm lượng

Co trên bị phân rã bao nhiêu phần trăm?

A 12,2% B 27,8% C 30,2% D 42,7%

57 Chất phóng xạ 2760Co phóng xạ  có chu kỳ bán rã T = 5,7 năm Để độ phóng xạ H0 của nó giảm đi e lần (với Lne = 1) thì phải

cần một khoảng thời gian là: (Giảm tải)

58 Chất phóng xạ 21084Po phát ra tia  và biến thành 20682Pb Chu kỳ bán rã Po là 138 ngày Ban đầu có 100g Po thì sau bao lâu Po

chỉ còn lại 1g ?

59 Trong nguồn phóng xạ 1532P với chu kỳ bán rã T = 14 ngày có 108 nguyên tử Bốn tuần lễ trước đó số nguyên tử 1532Ptrong nguồn

đó là:

A 1012 nguyên tử B 2.108 nguyên tử C 4.108 nguyên tử D 16.108 nguyên tử

60 Chất pháng xạ 13153I có chu kỳ bán rã là 8 ngày đêm Ban đầu có 1 g chất này thì sau một ngày đêm còn lại:

A 4,0 ngày B 3,8 ngày C 3,5 ngày D 2,7 ngày

63 Một lượng chất phóng xạ 22286 Rn ban đầu có khối lượng 1mg Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75% Độ phóng xạ của lượng

Rn còn lại là (Giảm tải)

A 6,53.1011 Bq B 3,56.1011 Bq C 5,36.1011 Bq D 6,35.1011 Bq

64 Chất phóng xạ 21084 Po phát ra tia  và biến đổi thành 82206Pb Biết khối lượng các hạt là mPb = 205,9744 u, mPo = 209,9828 u,



m = 4,0026 u Năng lượng toả ra khi một hạt nhân Po phân rã là

65 Chất phóng xạ 84210Po phát ra tia  và biến đổi thành 82206Pb Biết khối lượng các hạt là mPb = 205,9744 u, m = 4,0026 u

năng lượng toả ra khi 10g Po phân rã hết là

CHỦ ĐỀ 3: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN

1 Phản ứng nào sau đây không phải là phản ứng hạt nhân nhân tạo ?

5 Trong phản ứng hạt nhân: 12D 12D  X  p và 1123Na  p  Y 1020Ne thì X và Y lần lượt là:

A triti và đơtêri B  và triti C triti và  D prôtôn và 

6 Chất phóng xạ Rađi phóng xạ hạt  , có phương trình: 22688Ra    y xRn giá trị của x và y là:

7 Trong phản ứng hạt nhân: 199F 11H 168O  X thì X là:

D hạt 

8 Trong phản ứng hạt nhân: 1225Mg  X 1122Na   và 105B Y    48Be thì X và Y lần lượt là:

A prôtôn và êlectron B êlectron và đơtêri C prôtôn và đơtêri D triti và prôtôn

9 Trong quá trình phân rã, 23892U phóng ra tia phóng xạ  và tia phóng xạ theo phản ứng: 23892 A 8 6

11 Dùng  bắn phá 49Be Kết quả của phản ứng hạt nhân đã xuất hiện nơtron tự do Sản phẩm thứ hai của phản ứng này là:

A đồng vi cacbon 136C B đồng vị Bo 135B C cacbon 126C D đòng vị Beri 48Be

12 Cho phản ứng hạt nhân 13H 12 H    n  17 , 6 MeV ,biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 năng lượng toả ra khi tổng hợp được

1g khí hêli là bao nhiêu?

A  E  423 , 808 103J B  E  503 , 272 103J

C   E 42, 3808.109J D  E  503 , 272 109J

13 Cho phản ứng hạt nhân 1737Cl  p 1837 Ar  n ,khối lượng của các hạt nhân là m(Ar) = 36,956889u,

m(Cl) = 36,956563u, m(n) = 1,008670u, m(p) = 1,007276u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng mà phản ứng này toả ra hoặc thu vào là bao

nhiêu?

C Toả ra 2,562112.10 -19 J D Thu vào 2,562112.10 -19 J

14 Cho phản ứng hạt nhân  1327Al 1530 P  n, khối lượng của các hạt nhân là m  4 , 0015 u,mP=29,97005u, mn=1,008670 u,

1u = 931 Mev/c2 năng lượng mà phản ứng này toả ra hoặc thu vào là bao nhiêu?

C Toả ra 4,27512.10 -13J D Thu vào 2,47512.10 -13J

15 Hạt  có m  4 , 0015 u Cho 1u = 931,3 Mev/c2, mp  1, 0073 u, mn  1, 0087 u NA  6, 023.1023mol1 Năng

lượng tỏa ra khi tạo thành 1 mol hêli là:

A 17,1.1025 MeV B 1,71.1025 MeV C 71,1.1025 MeV D 7,11.1025 MeV

16 Xét phản ứng bắn phá nhôm bằng  :  1327Al 1530P  n Biết m  4 , 0015 u , mn  1, 0087 u, mAl  26,974 u,

29,8016

P

m  u Năng lượng tối thiểu của hạt  để gây ra phản ứng là:

A 0,298016 MeV B 2,98016 MeV C 0,98016 MeV D 29,8016 MeV

17 Cho NA  6, 023.1023mol1 Số hạt nhân nguyên tử trong 100 gam iốt phóng xạ 13153I là:

A 4,595.1023 hạt B 45,95.1023 hạt C 5,495.1023 hạt D 54,95.1023 hạt

18 Trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng của các hạt nhân tham gia

A Được bảo toàn B Tăng C Giảm D Tăng hoặc giảm tùy theo phản ứng

19 Trong dãy phân rã phóng xạ  và 

20 Phát biểu nào sau đây là không đúng ?

A Vế trái của phương trình phản ứng có thể có một hoặc hai hạt nhân

B Trong số các hạt nhân trong phản ứng có thể có các hạt sơ cấp

C Nếu vế trái của phản ứng chỉ có một hạt nhân có thể áp dụng định luật phóng xạ cho phản ứng

D Trong số các hạt nhân trong phản ứng không thể có các hạt sơ cấp

21 Cho phản ứng hạt nhân 199 F  P 168 O  X , hạt nhân X là hạt nào sau đây ?

B Thành hai hạt nhân nhẹ hơn khi hấp thụ một nơtron

C Thành hai hạt nhân nhẹ hơn và vài nơtron, sau khi hấp thụ một nơtron chậm

D Thành hai hạt nhân nhẹ hơn, thường xảy ra một cách tự phát

28 Khối lượng của hạt nhân 104 Be là 10,01134, khoois lượng của nơtron là mn = 1,0086 U; khối lượng của prôtôn là mp = 1,0027u

Độ hụt khốicủa hạt nhân 104 Be là

A 0,9110 u B 0,0811 u C 0,0691u D 0,0561u

29 Gọi k là hệ số nhân nơtron, thì điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy ra là:

A k < 1 B k=1 C k > 1 D k  1

30 Trong phản ứng phân hạch urani U235 năng lượng trung bình tỏa ra khi một hạt nhân bị phân hạch là 200 MeV Khi 1kg U235

phân hạch hoàn toàn thì tỏa ra năng lượng là

A 8,21.1013 J B 4,11.1013 J C 5,25.1013 J D 6,23.1021 J

31 Phát biểu nào sau đây là không đúng ?

A Phản ứng phân hạch dây chuyền được thực hiện trong lò phản ứng hạt nhân

B Lò phản ứng hạt nhân có các thanh nhiên liệu urani đã được làm giàu đặt xen kẽ trong chất làm chậm nơtron

C Tổng lò phản ứng hạt nhân có các thanh điều khiển để đảm bảo cho hệ số nhân nơtron luôn lớn hơn 1

D Có các ống tải nhiệt và làm lạnh để truyền năng lượng của lò chạy ra tua bin

32 Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng hạt nhân

A Tỏa ra một nhiệt lượng lớn B Tỏa năng lượng nhưng cần một nhiệt độ cao mới thực hiện được

C Hấp thụ một nhiệt lượng lớn D Trong đó, hạt nhân của các nguyên tử bị nung nóng chảy thành các nuclôn

33 Phản ứng nhiệt hạch và phản ứng phân hạch là hai phản ứng hạt nhân trái ngược nhau vì:

A Một phản ửng tỏa, một phản ứng thu năng lượng

B Một phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thấp, phản ứng kia xảy ra ở nhiệt độ cao hơn

C Một phản ứng là tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn, phản ứng kia là sự phá vỡ một hạt nhân nặng thành hai

hạt nhân nặng hơn

D Một phản ứng diễn biến chậm, phản ứng kia diễn biến rất nhanh

34 Phát biểu nào sau đây về phản ứng nhiệt hạch là không đúng ?

A Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn

B Phản ứng chỉ xảy ra ở nhiệt độ cao ( hàng trăm triệu độ ) nên gọi là phản ứng nhiệt hạch

C Xét năng lượng tỏa trên một đơn vị khối lượng thì phản ứng nhiệt hạch tỏa ra năng lượng lớn hơnnhiều phản ứng phân hạch

D Phản ứng có thể xảy ra ở nhiệt độ bình thường

35 Cho phản ứng hạt nhân: 37Li 11H 42He 42He Biết Li = 7,01444u mH = 1,0073u;

4 4, 0015

He

m  u Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này là:

A 7,26 MeV B 17,3 MeV C 12,6 MeV D 17,25MeV

36 Cho phản ứng hạt nhân: 12H 32He 11H 42He Biết mH = 1,0073u.; mD = 2,01364u; mT = 3,01605u;

4 4, 0015

He

Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này là:

A 18,3 MeV B 15,3 MeV C 12,3 MeV D 10,5MeV

37 Cho phản ứng hạt nhân: 36Li 12H 42He 42He Biết mLi = 6,0135 u; mD = 2,0136 u;

4 4, 0015

He

m  u Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này là:

A 7,26 MeV B 12,3 MeV C 15,3 MeV D 22,4MeV

38 Cho phản ứng hạt nhân: 63Li 11H 32He 42He Biết mLi = 6,0135u.; mH = 1,0073u;

Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này là:

A 9,02 MeV B 12,3 MeV C 15,3 MeV D 21,2MeV

39 Các hạt nhân triti ( T ) và đơtêri ( D ) tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh ra hạt  và hạt nơtron Cho biết độ hụt khối của hạt

MeV/c2 Năng luợng tỏa ra từ phản ứng trên là:

A.18,06 MeV B 38,73 MeV C 18,06 J D 38,73 J

 Dữ kiên sau được dùng để trả lời các câu hỏi 40,41