* Đồng vị Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn Z nhưng khác số nơtrôn N nên khác số khối A gọi là các đồng vị, chúng có cùng vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn.. Phóng xạ là tr
Trang 1ÔN TẬP VẬT LÝ HẠT NHÂN
I Tóm tắt lý thuyết :
35 CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
* Cấu tạo hạt nhân nguyên tử
Hạt nhân nguyên tử có kích thước rất nhỏ (đường kính cở 10-14m đến 10-15m), nhưng lại được cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn gọi là các nuclôn
Có hai loại nuclôn: prôtôn p (1
1p) mang điện tích nguyên tố dương, nơtrôn n (1
on) không mang điện
Kí hiệu hạt nhân là Z A X
Một nguyên tố có số thứ tự Z trong bảng hệ thống tuần hoàn thì hạt nhân của nó có Z prôtôn và N nơtrôn
Tổng số prôtôn và nơtrôn gọi là số khối A Số khối: A = Z + N
* Lực hạt nhân
Các nuclôn cấu tạo nên hạt nhân liên kết với nhau bởi các lực hút rất mạnh gọi là lực hạt nhân Lực hạt nhân có bán kính tác dụng cở 10-15 m
* Đồng vị
Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn Z nhưng khác số nơtrôn N nên khác số khối A gọi là các đồng vị, chúng có cùng vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn
Hiđrô có 3 đồng vị: Hidrô 1
1H ; đơteri 2
1H (2
1D) ; triti 3
1H (3
1T)
* Khối lượng nguyên tử, khối lượng hạt nhân
+ Trong vật lý nguyên tử và hạt nhân người ta thường dùng đơn vị khối lượng gọi là đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu u
1u =
12
1
khối lượng nguyên tử cacbon 126C, do đó có thể gọi đơn vị này là đơn vị cacbon
+ Một nguyên tử có số khối A thì có khối lượng xấp xỉ bằng A tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử u
+ NA = 6,022.1023 là số nguyên tử hoặc phân tử trong 1 mol chất gọi là số Avôgađrô
+ Khối lượng của 1 mol (gồm 6,022.1023 nguyên tử) chất đơn nguyên tử tính ra gam có trị số như trong bảng nguyên tử lượng của các nguyên tử
36 NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
* Phản ứng hạt nhân
Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa các hạt nhân dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt nhân khác
Phóng xạ là trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân vì nó làm biến đổi hạt nhân nguyên tử này thành hạt nhân nguyên tử khác Trong sự phóng xạ, ở vế trái chỉ có một hạt nhân gọi là hạt nhân mẹ
* Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
Trong phản ứng hạt nhân số nuclôn (số khối A), điện tích, động lương, năng lượng (bao gồm cả năng lượng nghĩ và năng lượng thông thường) của các hạt tham gia phản ứng được bảo toàn
Trong phản ứng hạt nhân a + b c + d ta có
Sự bảo toàn số nuclon (số khối): Aa + Ab = Ac + Ad
Sự bảo toàn điện tích: Za + Zb = Zc + Zd
Trong phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn khối lượng
* Các qui tắc dịch chuyển trong sự phóng xạ
+ Trong phóng xạ anpha : Z AX 42He + Z A42Y
Hạt nhân con Y lùi về phía trước bảng hệ thống tuần hoàn 2 ô so với hạt nhân mẹ
+ Trong phóng xạ bêta trừ - : Z AX 01e + Z 1AY
Hạt nhân con Y tiến về phía sau bảng hệ thống tuần hoàn 1 ô so với hạt nhân mẹ
+ Trong phóng xạ bêta cộng + : A
ZX 0
1e + A
Z 1 Y Hạt nhân con Y lùi về phía trước bảng hệ thống tuần hoàn 1 ô so với hạt nhân mẹ
+ Phóng xạ gamma : phóng xạ không có sự biến đổi hạt nhân nguyên tử này thành hạt nhân nguyên tử khác Phóng xạ
không phát ra độc lập mà luôn luôn kèm theo phóng xạ và phóng xạ
37 SỰ PHÓNG XẠ
* Sự phóng xạ: Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử tự động phóng ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác
Các tia phóng xạ không nhìn thấy được, nhưng có thể phát hiện được chúng do chúng có khả năng làm đen kính ảnh, làm iôn hóa chất khí, bị lệch trong điện trường, từ trường,
* Đặc điểm của hiện tượng phóng xạ: Hiện tượng phóng xạ do các nguyên nhân bên trong hạt nhân gây ra, hoàn toàn
không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài
Không thể can thiệp để làm cho sự phóng xạ xảy ra nhanh hơn hoặc chậm hơn
* Bản chất, tính chất của các tia phóng xạ: Có 3 loại tia phóng xạ
Trang 2+ Tia anpha : là chùm hạt nhân hêli 2He, gọi là hạt Hạt mang điện tích +2e hạt được phóng ra từ hạt nhân với
vt khoảng 107m/s chỉ đi được tối đa 8 cm trong không khí, có khả năng làm iôn hóa chất khí, có khả năng đâm xuyên nhưng yếu
+ Tia bêta : gồm 2 loại
- Loại phổ biến là các hạt bêta trừ, kí hiệu là - ; đó là chùm các electron mang điện tích -e
- Một loại khác hiếm hơn là các hạt bêta cộng, kí hiệu là + ; đó là chùm hạt có khối lượng như electron nhưng mang điện tích +e gọi là các pôzitrôn
Các hạt được phóng ra với vt gần bằng vt ánh sáng, có thể bay xa tới hàng trăm mét trong không khí, khả năng iôn hóa chất khí yếu hơn tia , khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia
+ Tia gamma : có bản chất là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (dưới 10-11m) Đây là chùm phôtôn năng lượng cao,
có khả năng đâm xuyên rất mạnh, và rất nguy hiểm cho con người Tia có mọi tính chất như tia Rơnghen Tia không
bị lệch trong điện trường và từ trường
* Định luật phóng xạ
Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi một thời gian T gọi là chu kỳ bán rã Cứ sau mỗi chu kỳ này thì một nữa số nguyên tử của chất ấy biến đổi thành chất khác
N = No T
t
2 = No e-t hay m = mo T
t
2 = mo e-t ; =
T T
693 , 0 2 ln
Không thể can thiệp để làm thay đổi chu kì bán rã T của chất phóng xạ
* Độ phóng xạ
Độ phóng xạ H của một lượng chất phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của lượng chất phóng xạ đó và được đo bằng số phân rã trong 1 giây
Độ phóng xạ H giảm theo thời gian với qui luật:
H = N = No e-t = Ho e-t ; với Ho = No là độ phóng xạ ban đầu
38 PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
* Sự phân hạch
+ Sự phân hạch là hiện tượng một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtrôn chậm rồi vỡ thành hai hạt nhân nặng trung bình + Đặc điểm của sự phân hạch: mỗi phản ứng phân hạch sinh ra từ 2 đến 3 nơtrôn và toả ra một năng lượng khoảng 200MeV
* Phản ứng dây chuyền
+ Phản ứng phân hạch sinh ra một số nơtrôn thứ cấp Nếu sau mỗi lần phân hạch còn lại trung bình s nơtrôn gây được phân hạch mới và khi s 1 thì sẽ có phản ứng hạt nhân dây chuyền
+ Các chế độ của phản ứng dây dây chuyền: với s > 1: phản ứng dây chuyền vượt hạn, không khống chế được, với s = 1: phản ứng dây chuyền tới hạn, kiểm soát được, với s < 1: phản ứng dây chuyền không xảy ra
+ Điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy ra
- Các nơtrôn sinh ra phải được làm chậm lại
- Để có s 1 thì khối lượng của khối chất hạt nhân phân hạch phải đạt tới một giá trị tối thiểu nào đó gọi là khối lượng tới hạn mh Ví dụ: Với 235U, khối lượng tới hạn mh = 50kg
* Nhà máy điện nguyên tử
+ Bộ phận chính là lò phản ứng hạt nhân, ở đó phản ứng phân hạch được giữ ở chế độ tới hạn khống chế được
+ Nhiên liệu của nhà máy điện nguyên tử là các thanh Urani đã làm giàu 235U đặt trong chất làm chậm để giảm vận tốc nơtrôn
+ Để đạt được hệ số s = 1, người ta đặt vào lò các thanh điều chỉnh hấp thụ bớt các nơtrôn
+ Năng lượng do phân hạch tỏa ra dưới dạng động năng của các hạt được chuyển thành nhiệt năng của lò và truyền đến nồi sinh hơi chứa nước Hơi nước được đưa vào làm quay tua bin máy phát điện
39 PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH
Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn
Là phản ứng tỏa năng lượng, tuy một phản ứng kết hợp tỏa năng lượng ít hơn một phản ứng phân hạch, nhưng tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng nhiệt hạch tỏa năng lượng nhiều hơn
Phản ứng phải thực hiện ở nhiệt độ rất cao (hàng trăm triệu độ)
Lý do: các phản ứng kết hợp rất khó xảy ra vì các hạt nhân mang điện tích dương nên chúng đẩy nhau để chúng tiến lại gần nhau và kết hợp được thì chúng phải có một động năng rất lớn để thắng lực đẩy Culông để có động năng rất lớn thì phải có một nhiệt độ rất cao
Trong thiên nhiên phản ứng nhiệt hạch xảy ra trên các vì sao, chẵng hạn trong lòng Mặt Trời
Con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được, ví dụ sự nổ của bom khinh khí (bom H)
40 CÁC HẠT SƠ CẤP
41 CẤU TẠO VŨ TRỤ
Trang 3Vũ trụ có cấu tạo gồm các thiên hà và các đám thiên hà Nhiều thiên hà có dạng xoắn ốc phẳng Thiên hà của chúng
ta gọi là Ngân hà và cũng có dạng nói trên
Trong mỗi thiên hà có khoảng 100 tỉ ngôi sao và tinh vân Có sao dang ổng định, có sao mới, sao siêu mới, punxa và
lỗ đen,
Mặt trời là một ngôi sao màu vàng, có nhiệt độ bề mặt 6000K Xung quanh mặt trời có các hành tinh, tiểu hành tinh, sao chổi và thiên thạch
Xung quanh hành tinh có các vệ tinh
II Công thức và cách giải bài tập :
1) Cấu tạo và các công thức:
:
X
Z
A Z: nguyên tử số (số prôtôn) ; A: số khối (số elechtrôn) ; N: số nơtrôn (N = A – Z)
Công thức: N N e t N e T .t
2 ln 0 0
2 ln 0 0
T
t = K.T ;
T
t
k
N0: số hạt nhân ban đầu ; N : số hạt nhân sau thời gian t
m0 : khối lượng ban đầu ; m : khối lượng sau thời gian t
T : chu kỳ bán rã (thời gian ½ số hạt nhân rã)
T T
693 , 0 2 ln
: hằng số phóng xạ ;
k
N N
2
0
và m m k
2
0
Cách đổi từ khối lượng thành số nguyên tử :
A
N m
0 (NA = 6,022.1023 hạt: số Avôgadrô)
2) Phóng xạ hạt nhân :
Phóng xạ (là hạt He42) Z A X24HeA Z42Y ( hạt nhân con lùi 2 ô so với hạt nhân mẹ ) Phóng xạ
01e
Z A X01eZA1Y ( hạt nhân con tiến 1 ô so với hạt nhân mẹ ) Phóng xạ
(đối e:
e
0
1 ) Z A X01eZA1Y ( hạt nhân con lùi 1 ô so với hạt nhân mẹ ) Một số hạt khc : 1
0 1
1, n
p
3) Tìm khối lượng, số hạt sau thời gian :
Lấy k =
T
t
Nếu ra số nguyên sử dụng công thức m m k
2
0
hoặc N N k
2
0
Nếu ra số lẻ sử dụng công thức mm0e t hoặc N N0e t
4) Cách tính thời gian t:
H
H N
N m
m e
o o o
t
Lấy ln 2 vế rồi suy ra t e t t
ln
5) Tìm năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng:
X n p
hn Z m N m m Z m m
m
2
.c
m
lkr
A
W lk
( hạt nhân nào có năng lượng liên kết riêng lớn hơn thì bền vững hơn )
Lưu ý : đơn vị m nên đổi ra 2
c MeV
A X
m là hằng số sau SGK, nếu dữ liệu cho khối lượng hạt nhân thì khơng cần trừ đi khối lượng các e Khi so sánh mức độ bền vững giữa hai hạt nhân thì so snh năng lượng liên kết riêng
6)Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân: a + b c + d
Bảo toàn số nuclon (số khối): Aa + Ab = Ac + Ad
Bảo toàn điện tích: Za + Zb = Zc + Zd
Bảo toàn động lượng:
a
a v m v m v m v m
Bảo toàn năng lượng:
(ma + mb)c2 +
2
2
a
a v m
+ 2
2
b
b v m
= (mc + md)c2 +
2
2
c
c v m
+ 2
2
d
d v m
Nếu Mo = ma + mb > M = mc + md ta có phản ứng hạt nhân toả năng lượng, nếu Mo < M ta có phản ứng hạt nhân thu năng lượng Năng lượng toả ra hoặc thu vào: E = |Mo – M|.c2
Trong phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn khối lượng
Trang 4III Bài tập tự luận giải mẫu :
Bài tập 1 : Hạt nhân đơtêri có khối lượng 2,0135u Tìm năng lượng liên kết của nó
Cho mp = 1,0073u ; mn = 1,0087u ; lu = 931MeV/c2
Hướng dẫn giải :
Hạt nhân Đơteri là H13cĩ 1proton v 2 notron
Ta cĩ : mm0 m hn Z.m p N.m nm hn= 1.1,0073u + 2.1,0087u – 2,0135u =
Năng lượng liên kết : Wlk = m c2=
IV Bài tập tự luận tự giải :
Chương IX : VẬT LÍ HẠT NHÂN
1 Chất phóng xạ phốt pho có chu kỳ bán rã T = 14 ngày đêm Ban đầu có 300g chất ấy Tính khối lượng còn lại sau
70 ngày đêm.Đáp số : 9,4g
2 Lúc ban đầu phòng thí nghiệm nhận 200g Iôt phóng xạ Hỏi sau 768 giờ khối lượng chất phóng xạ này còn lại bao
nhiêu gram? Biết chu kỳ bán rã của chất phóng xạ này là T = 8 ngày đêm Đáp số : 12,5g
3 Một chất phóng xạ A có chu kỳ bán rã T = 360 giờ Khi lấy ra sử dụng thì khối lượng chất phóng xạ còn lại chỉ
bằng
32
1
khối lượng lúc mới nhận về Tính thời gian kể từ lúc bắt đầu nhận chất A về đến lúc lấy ra sử dụng
Đáp số : 75 ngày đêm
4 Tuổi của trái đất khoảng 5.109 năm Giả thiết ngay từ khi trái đất hình tàhnh đã có chấwt Urani Nếu ban đầu có 2,72 kg Urani thì đến nay còn bao nhiêu? Chu kỳ bán rã của Urani là 4,5.109 năm Đáp số : m = 1,26kg
5 Tìm tuổi của một tượng gỗ, biết rằng độ phóng xạ của nó bằng 0,77 lần độ phóng xạ của một khúc gỗ cùng khối lượng và vừa mới chặt Biết chu kỳ bán rã của 14C bằng 5600 năm
6 Chất iôt phóng xạ 121I
53 có chu kì bán rã 8 ngày đêm Lúc ban đầu phòng thí nghiệm nhận 200g chất này
a/ Tính độ phóng xạ lúc ban đầu của lượng chất nói trên
b/ Hỏi sau 2 ngày đêm khối lượng chất phóng xạ này còn lại bao nhiêu gam? Đáp số : H0 = 9,2.1017Bq ; m
= 168,2g
7 Po210 là chất phóng xạ có chu kỳ T = 138 ngày đêm Ban đầu có 10g chất phóng xạ này
a/ Hỏi sau thời gian t = 100 ngày đêm, bao nhiêu gam chất phóng xạ này đã phóng xạ
b/ Hỏi sau thời gian t = 276 ngày đêm, bao nhiêu hạp Po này đã phóng xạ
c/ Tìm độ phóng xạ của khối lượng chất trên tại t=0, t=50 ngày
d/ Hỏi sau thời gian t bằng bao nhiêu độ phóng xạ giảm 4 lần
8 Na24 là chất phóng xạ và tạo thành Magiê Ban đầu có 0,24g Na 24, sau thời gian 105h, độ phóng xạ của nó giảm 128 lần
a/ Viết phương trình phản ứng
b/ Tìm chu kì bán rã và độ phóng xạ ban đầu
c/ Tìm khối lượng Magiê tạo thành sau thời gian 45h Đáp số : b T = 15h ; H0 = 7,725.1016Bq ; c 0,21g
9 Na 24 là chất phóng xạ có chu kì T = 15h
a/ Viết phương trình phản ứng
b/ Một mẫu Na 24 tại t = 0 có khối lượng 2,4g Sau thời gian t, khối lượng mẫu chỉ còn 0,3g Tìmsố hạt đã sinh
ra và tính thời gian đó Đáp số : b 5,27.1022 hạt ; t = 45h
10 Cho chu kì bán rã của U 235 là 7,13.108; chu kì bán rã của U 238 là 5.109 năm
a/ Tìm số nguyên tử U 235 phóng xạ trong 2 năm của 1gU (biết khi x <<1 thì ex = 1x)
b/ Hiện nay trong thiên nhiên có cả U 235 và u 238 theo tỷ lệ 140 : 1 Giả thiết ở thời điểm ban đầu, tỷ lệ trên là 1 : 1 Tìm tuổi của trái đất Đáp số : a 4,979.1012 hạt; b 5,92.109 năm
11 Có 0,2mg Ra 226 phóng ra 4,35.108 hạt Hêli trong 1 phút Tìm chu kỳ T (biết T>>t) Đáp số : T = 1615,8năm
12 Độ phóng xạ của 3mg 60Co
27 là 3,41Ci Tìm T và độ phóng xạ của nó sau 20 năm Đáp số : T = 5,24 năm ; H =
0,21 Ci
13 Trong các mẫu quặng U 238 người ta thấy có lẫn chì Pb 206 Chu kỳ của U 238 là 4,5.109 năm Tìm tuổi mẫu quặng khi :
a/ Tỷ lệ tìm thấy : Cứ 10 hạt U 238 thì có 2 hạt Pb 206 Đáp số : a 1,18.109 năm
14 Ban đầu 1 mẫu 210Po
84 có khối lượng 1g Các hạt nhân Polôni phóng xạ hạt và chuyển thành hạt nhân X
a/ Viết phương trình phản ứng, xác định hạt nhân X
b/ Tìm T của Po, biết rằng trong 1 năm (365) ngày nó tạo ra thể tích V = 89,5cm3 khí Hêli ở đktc
c/ Tìm tuổi của mẫu chất trên, biết rằng tại thời điểm khảo sát tỷ lệ khối lượng hạt X và khối lượng Po là 0,4
Đáp số : a X lạ hạt chì ; b 138,5 ngày; c 68 ngày
Trang 515 Một mẫu xương loài thú có khối lượng 1g phát ra trong 1 giờ 150 hạt Một cái xương khối lượng 0,5kg thú đó mới chết có độ phóng xạ là 95Bq Tìm niên đại loài thú này, biết C14 có chu kì T = 5600 năm Đáp số : 12272
năm
16 Hạt 235U
92 hấp thu 1 hạt nơtron sinh ra x hạt , y hạt , 1 hạt 208Pb
82 và 4 hạt nơtron Tìm x, y bản chất hạt Viết
phương trình phản ứng Đáp số : x = 6; y = 2 ; hạt
17 Nhờ một đếm xung người ta có được thông tin sau về 1 chất phóng xạ Ban đầu, trong thời gian 1 phút có 360
nguyên tử của chất phóng xạ, nhưng 2 giờ sau (kể từ thời điểm ban đầu) thì trong 1 phút chỉ có 90 nguyên tử phóng
xạ Tìm chu kì bán rã của chất phóng xạ này Đáp số : 1h
18 Một lượng chất phóng xạ Ra 222 có khối lượng ban đầu là m0 = 1mg Sau 15,2 ngày thì độ phóng xạ giảm 93,75%
Tìm chu kì và độ phóng xạ H của lượng chất còn lại Đáp số : 3,8 ngày ; H = 3,6.1011Bq
19 Đồng vị Na 24 phóng xạ với chu kì T = 15 giờ, tạo thành hạt nhân con là Mg Khi nghiên cứu một mẫu chất người ta thấy ở thời điểm bắt đầu khảo sát thì tỉ số khối lượng Mg24 và Na 24 là 0.25 Hỏi sau đó bao lâu thì tỉ số
ấy bằng 9.Đáp số : 45 giờ
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
1 Hạt nhân đơtêri có khối lượng 2,0135u Tìm năng lượng liên kết của nó
Cho mp = 1,0073u ; mn = 1,0087u ; lu = 931MeV/c2
2 Tìm năng lượng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân 12C
6 thành ba hạt Biết mc = 11,9967u ; mHe = 4,0015u
3 Cho các khối lượng của prôtôn, nơtron, hạt nhân pôlôni (210), chì (206) lần lượt là 1,00730u; 1,00870u;
209,93730u; 205,92944u Chứng tỏ rằng hạt nhân chì bền hơn hạt nhân pôlôni
4 Cho hai hạt nhân 20Ne
10 và lần lượt có khối lượng 19,986950u và 4,001506u; mp = 1,007276u , mn = 1,008665u, u
= 931,5MeV/c2 Hỏi hạt nhân nào bền vững hơn?
5 Biết độ hụt khối khi tạo thành các hạt nhân D, T và lần lượt là mT = 0,0087u ; m = 0,0305u Hãy cho biết phản ứng trên là phản ứng tỏa hay thu năng lượng ? D T 4He n
2 3 1 2
Tìm năng lượng thỏa hay thu đó Cho u = 931MeV/c2
7 Cho phản ứng hạt nhân : 11H94BeX2,1MeV
a/ Xác định hạt nhân X
b/ Tính năng lượng tỏa ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 2g Hêli
8 Pôlôni 210Po
84 là chất phóng xạ với chu kỳ T = 138 ngày
a/ Viết phương trình phản ứng và tìm khối lượng ban đầu của Po, cho độ phóng xạ ban đầu của nó là 1,67.1011Bq b/ Sau thời gian bao lâu độ phóng xạ giảm 16 lần
c/ Tìm năng lượng tỏa ra khi lượng chất phóng xạ trên phân rã hết Cho mPo -= 209,982u; mHe = 4,0026u ; mPb = 205,9744u; lu = 931MeV/c2
9 Cho phản ứng hạt nhân : n 61Li T 4,8MeV
a/ Tìm khối lượng hạt nhân Li:
b/ Tìm năng lượng tỏa ra khi phân tích hoàn tòan 1g Li
Biết mn = 1,0087u; mT = 3,016u; mHe = 4,0015u; lu = 931MeV/c2
10 Cho phản ứng hạt nhân : Be p X 6Li
3 9
a/ X là hạt nhân gì ?
b/ Biết mBe = 9,01219u ; mP = 1,00783u; mLi = 6,01513u; mX = 4,00260u, phản ứng này tỏa thay thu năng lượng bao nhiêu?
c/ Cho hạt p có động năng 5,45MeV bắn vào hạt nhân Be đứng yên; hạt nhân Li bay ra với động năng 3,55MeV Tìm động năng hạt X
11 Bắn hạt có động năng 4MeV vào hạt nhân 14N
7 đứng yên thì thu được một hạt prôtôn và một hạt nhân X
a/ Tìm hạt X, phản ứng tỏa hay thu năng lượng bao nhiêu?
b/ Biết hai hạt sinh ra có cùng vt, tính động năng và vt của prôtôn
Cho mHe = 4,0015u; mX = 16,9947u; mN = 13,9992u; mP = 1,0073u; lu = 931MeV/c2
12 Cho phản ứng hạt nhân: Th 226Ra 4,91MeV
88
230
a/ Cho biết cấu tạo hạt
b/ Phản ứng trên là hiện tượng gì?
c/ Tìm động năng hạt Ra Biết rằng hạt Th đứng yên (cho khối lượng của các hạt gần bằng số khối)
13 Cho các hạt He có động năng E = 4MeV va chạm với hạt 27Al
13 đứng yên Sau va chạm có hai mặt sinh ra là X và n Hạt n có phương vuông góc với hạt He Cho mHe = 4,0015u; mAl = 26,974u; mX = 29,970u ; mn = 1,0087u
Trang 6a/ Viết phương trình phản ứng, phản ứng này tỏa hay thu năng lượng
b/ Tìm động năng hạt X và động năng hạt n
14 Người ta dùng hạt n có động năng 1,6MeV bắn vào hạt 7Be
4 đứng yên, thu được hai hạt giống có cùng động năng a/ Viết phương trình phản ứng b/ Tìm động năng mỗi hạt
15 Hạt 234U
92 đứng yên phóng xạ hạt Cho mu = 233,9904u; mHe = 4,0015u; mX= 229, 9737u ; lu = 931MeV/c2
a/ Viết phương trình phản ứng b/ Tìm năng lượng tỏa ra c/ Tìm động năng các hạt
16 Hạt có động năng 4MeV bắn vào hạt 14N
7 đứng yên, sau phản ứng có hạt p
a/ Viết phương trình phản ứng Phản ứng tỏa hay thu năng lượng
b/ Biết động năng hạt p là 2,09MeV Tìm góc giữa hạt He và hạt p cho mHe = 4,0015u; mN = 13,9992u; mp = 1,0073u; mX = 16,9947u
17 Bom nhiệt hạch dùng phản ứng : D + T > He + n tỏa ra bao nhiêu năng lượng nếu 1kmol He được tạo thành sau vụ
nổ? Nếu xăng có năng suất tỏa nhiệt là 5.107J/kg thì khối lượng xăng tỏa năng lượng này là bao nhiêu?
Biết : mn = 1,0087u; mD = 2,0136u; mT = 3,016u; mHe = 4,0015u
36 144 z 235
a/ Tìm A và Z
b/ Tìm năng lượng tỏa ra khi phân hạch hết 1 tấn U 235 theo đơn vị J Nếu 20% năng lượng này biến thành điện năng A thì A bằng bao nhiêu kwh
V Bài tập trắc nghiệm tự giải :
CU 01: Lực hạt nhn l:
A Lực thương tác tĩnh điện B Lực liên kết các nucleon
C lực hút rất mạnh trong phạm vi bán kính hạt nhân D B và C đúng
CU 02: Chất đồng vị là:
A cc chất m hạt nhn cng số B cc chất m hạt nhn cng số nucleon proton
C các chất cùng một vị trí trong bảng phân loại tuần hoàn D A và C đúng
CU 03: Hạt nhn nguyn tử cấu tạo từ:
A.cc proton B.cc nucleon C cc electron D.cc cu trn đều đúng
CU 04 : Đơn vị đo khối lượng trong vật lý hạt nhn
A Kg B Đơn vị khối lượng nguyên tử C eV/c2 D.Các câu trên đều đúng
CU 05 : Phát biểu nào sau đây không đúng
A Tia lệch về bản âm của tụ điện B Tia gồm cc hạt nhn nguyn tử Heli
C Tia - khơng do hạt nhn pht ra vì nĩ chứa e- D.Tia là sóng điện từ
CU 06 : Cc phản ứng hạt nhn khơng tun theo
A Định luật bảo toàn điện tích B Định luật bảo toàn số khối
C Định luật bảo toàn động lượng D Định luật bảo toàn khối lượng
CU 07 : Định luật phóng xạ có bt
A m = mO.e -t B N = NO.e -t C A và B sai D A và
B đúng
CU 08 : Hằng số phĩng xạ
A =
-693
,
0
T
B =
T
Ln2
C =
-T
693 , 0
D A và B đúng
CU 09 : Trong phản ứng hạt nhn ,proton
A có thể biến thành nơtron và ngược lại B có thể biến thành nucleon và ngược lại
C được bảo toàn D A và C đúng
CU 10: Viết ký hiệu 2 hạt nhn chứa 2p v 1n ; 3p v 5n :
A X23 v Y53 B X23 v Y83 C X21 v Y53 D X32 v Y38
CU 11 *: Tính số lượng phân tử trong một gam khí O 2 biết nguyên tử lượng O 2 l 15,999
A 188.1019 B 188.1020 C 18,8.1018 D 188.10 24
CU 12 *: Ban đầu có 1kg chất phóng xạ Cobalt Co6027 cĩ chu kỳ bn r T = 5,33 năm Sau bao lâu số lượng Cobalt cịn 10g
A 35 năm B 33 năm C 53.3 năm D 35,11 năm
CU 13 : Tính tuổi một cổ vật bằng gỗ biết độ phóng xạ của nĩ bằng 3/5 độ phóng xạ của cùng khối lượng cùng loại gỗ vừa mới chặt Chu kỳ bán r của C 14 là 5600 năm
A 4000 năm B 4129 năm C 3500 năm D
2500 năm
Trang 7CU 14: Đơn vị khối lượng nguyên tử là:
A Khối lượng của một nguyên tử hydro B 1/12 Khối lượng của một nguyên tử cacbon 12
C Khối lượng của một nguyên tử Cacbon D Khối lượng của một nucleon
CU 15:Trong phĩng xạ thì hạt nhn con:
A Li 2 ơ trong bảng phn loại tuần hồn B Tiến 2 ơ trong bảng phn loại tuần hồn
C Li 1 ơ trong bảng phn loại tuần hồn D Tiến 1 ơ trong bảng phn loại tuần hồn
CU 16:Trong phĩng xạ
thì hạt nhn con:
A Li 2 ơ trong bảng phn loại tuần hồn B Tiến 2 ơ trong bảng phn loại tuần hồn
C Li 1 ơ trong bảng phn loại tuần hồn D Tiến 1 ơ trong bảng phn loại tuần hồn
CU 17:Trong phĩng xạ
thì hạt nhn con:
A Li 2 ơ trong bảng phn loại tuần hồn B.Tiến 2 ơ trong bảng phn loại tuần hồn
C Li 1 ơ trong bảng phn loại tuần hồn D.Tiến 1 ơ trong bảng phn loại tuần hồn
CU 18: Chọn câu phát biểu đúng :
A Độ phóng xạ càng lớn nếu khối lượng chất phóng xạ càng lớn B Độ phóng xạ chỉ phụ thuộc vào bản chất của
chất phóng xạ
C Chỉ cĩ chu kỳ bn r mới phụ thuộc độ phóng xạ D Có thể thay đổi độ phóng xạ bởi yếu tố hóa, lý của môi
trường bên ngoài
CU 19: Nêu những điều đúng về hạt nơtrinơ
A là một hạt sơ cấp B xuất hiện trong sự phân r phĩng xạ
C A và B đúng D xuất hiện trong sự phân r phĩng xạ
CU 20: Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì:
A càng dễ phá vỡ B càng bền, năng lượng liên kết lớn
C năng lượng liên kết nhỏ D A và C đúng
CU 21: Bổ sung vo phần thiếu của câu sau :” Một phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng thì khối lượng của các hạt
nhân trước phản ứng ……… khối lượng của các hạt nhân sinh ra sau phản ứng “
A nhỏ hơn B bằng với (để bảo toàn năng lượng)
C lớn hơn D có thể nhỏ hoặc lớn hơn
CU 22: Khi một hạt nhân nguyên tử phóng xạ lần lượt một tia rồi một tia - thì hạt nhn nguyn tử sẽ biến đổi như
thế nào
A Số khối giảm 4, số prơtơn giảm 2 B Số khối giảm 4, số prơtơn giảm 1
C Số khối giảm 4, số prôtôn tăng 1 D Số khối giảm 2, số prôtôn giảm 1
CU 23: Chọn câu trả lời đúng nhất : trong phản ứng nhiệt hạch địi hỏi phải cĩ nhiệt độ rất lớn vì:
A khi nhiệt độ rất cao thì lực tĩnh điện giảm trở thành không đáng kể B vận tốc của chuyển động nhiệt
tăng theo nhiệt độ
C động năng của hạt tăng theo nhiệt độ D nhiệt độ cao phá vỡ các hạt nhn dể dng
CU 24: Một khối chất Astat 21185At cĩ No =2,86.10 16 hạt nhn cĩ tính phĩng xạ trong giờ đầu tiên phát ra
2,29.10 15 hạt Chu kỳ bn r của Astat l:
A 8 giờ 18 pht B 8 giờ C 7 giờ 18 pht D 8 giờ 10 pht
CU 25: Hạt nhn urani 23892U phn r phĩng xạ cho hạt nhn con Thori 23490Th thì đó là sự phóng xạ :
A B
C
D pht tia
CU 26: Xác định ký hiệu hạt nhân nguyn tử X của pt: 4 2 He + 27 13 Al 30 15 P + X
A 1
0
11
11
10
NE
Dùng cho câu 27 ; 28 Chất phóng xạ Po ban đầu có 200 g; Chu kỳ bán r của Po l 138 ngy
CU 27: hằng số phĩng xạ của Po l:
A 0,00502 B 502 C 0,502 D 0,0502
CU 28: khối lượng Po cịn lại sau thới gian 690 ngy l:
A 6,25g B 62,5g C 0,625g D 50g
CU 29: Xác định số hạt proton và notron của hạt nhân Na147
A 07 proton v 14 notron B 07 proton v 07 notron
C 14 proton v 07 notron D 21 proton v 07 notron
CU 30 : Nhn Uranium cĩ 92 proton v tổng cộng 143 notron kí hiệu nhn l
A 327U
92 B U
235
92 C U
92
235 D U
143
92
CU 31 : Chọn câu đúng đối với hạt nhân nguyên tử
A Khối lượng hạt nhân xem như khối lượng nguyên tử B.Bán kính hạt nhân xem như bán kính
nguyên tử
Trang 8C.Hạt nhân nguyên tử gồm các hạt proton và electron D Lực tĩnh điện liên kết các nucleon trong nhân
nguyên tử
CU 32 : Trong nguyên tử đồng vị phóng xạ U92235 cĩ:
A 92 electron v tổng số proton v electron l 235 B 92 proton v tổng số proton v electron l 235
C 92 proton và tổng số proton và nơtron là 235 D 92 proton và tổng số nơtron l 235
CU 33 : : Chọn câu đúng
A Trong ion đơn nguyên tử số proton bằng số electron B Trong hạt nhân nguyên tử số proton phải bằng số nơtron
C Lực hạt nhn cĩ bn kính tc dụng bằng bn kính nguyn tử D.Trong hạt nhân nguyên tử số proton bằnghoặc nhỏ hơn số nơtron
CU 34 : Chọn câu đúng :
A Chu kỳ bn r của chất phĩng xạ thay đổi theo nhiệt độ B.Chu kỳ bàn r của chất phĩng xạ thay đổi theo khối lượng chất phóng xạ
C Chu kỳ bn r của chất phĩng xạ khc nhau thì khc nhau D Cu A v C đúng CU 35 : Các tia không bị lệch trong điện trường và từ trường là:
A.Tia v tia B.Tia Rơn ghen và tia C.Tia và tia Rơnghen D.Tia ; ;
CU 36 : Cc tia cĩ cng bản chất l:
A Tia Rơn ghen và tia B Tia v tia C.Tia và tia rơnghen D.Tia âm cực và tia
CU 37 : Tìm gi trị x v y trong phản ứng hạt nhn 226Rn 88 + y x Rn A x = 222 ;y = 84 B x = 222 ;y = 86 C x = 224 ; y = 84 D x = 224 ;y = 86
CU 38 : Xt pt phĩng xạ Z A X Z A''Y ta cĩ: A A’ = A ;Z’ = Z - 1 B A’ = A Z’ = Z + 1 C A’ = A + 1; Z’ = Z D A’ = A - 1;Z’ = Z
CU 39 : Chọn cu sai: A Tia gây nguy hại cho cơ thể B vận tốc tia bằng vận tốc nh sng
C Tia không bị lệch trong từ trường và điện trường D Tia có bước sóng lớn hơn tia X nên năng lượng lớn hơn tia X
CU 40 : Hạt nhn U92234 phĩng xạ pht ra hạt , pt phĩng xạ l: A U92234 U23290 B U92234 U90230 C U92234 He24 U90232 D U92234 He42 U88232 CU 41: Một chất phóng xạ sau 10 ngày đêm giảm đi 3/4 khối lượng ban đầu Chu kì bn r l: A 20 ngy B 5 ngy C 24 ngy D 15 ngy CU 42: Đơn vị đo khối lượng trong vật lý hạt nhn l A kg B Đơn vị khối lượng nguyên tử (u) C.Đơn vị Ev/c2 hoặc MeV/c2 D Câu A, B, C đều đúng CU 43: Chọn câu trả lời đúng Trong phóng xạ hạt nhn con: A li hai ơ trong bảng phn loại tuần hồn B tiến hai ơ trong bảng phn loại tuần hồn C li một ơ trong bảng phn loại tuần hồn D tiến một ơ trong bảng phn loại tuần hồn CU 44: Chọn câu trả lời đúng: Pt phóng xạ: Cl X n 37Ar 18 A Z 37 17 Trong đó Z, A là: A Z = 1; A = 1 B Z = 1; A = 3 C Z = 2; A = 3 D Z = 2; A = 4 CU 45: Pht biểu no sai khi nĩi về hạt nhn nguyn tử : A Nhân mang điện dương vì số hạt dương nhiều hơn hạt âm B Số nucleon cũng là số khối A C Tổng số nơtron = số khối A – bậc số Z D nhân nguyên tử chứa Z proton CU 46: chọn câu đúng nhất Tia cĩ tính chất: A Câu B;C;D đều đúng B cĩ vận tốc bằng vận tốc nh sng C không lệch trong điện trường và từ trường D Tác hại đến tế bào sinh vật CU 47: Một nguồn phóng xạ nhân tạo vừa được tạo thành có chu kì bn r l 2 giờ, cĩ độ phóng xạ lớn hơn mức độ phóng xạ cho phép 64 lần Thời gian để có thể làm việc an toàn với nguồn phóng xạ này là: A 6 giờ B 12 giờ C 24 giờ D 32 giờ
CU 48: Khi phĩng xạ , hạt nhân nguyên tử sẽ thay đổi như thế nào ?
A Số khối giảm 2, số prơtơn giảm 2 B Số khối giảm 2, số prơtơn giữ nguyn
C Số khối giảm 4, số prơtơn giữ nguyn D Số khối giảm 4, số prơtơn giảm 2
CU 49: Cc nucleon trong hạt nhn nguyn tử 23
11
Na gồm:
A 12 nơtron và 11proton B 23 nơtron và 11 proton C 11 nơtron và 12 proton D cả 3 câu
A;B;C đều sai
Trang 9CU 50: Khc biệt quan trọng nhất của tia đối với tia v l tia :
A Lm mờ phim ảnh B Làm phát huỳnh quang C Khả năng xuyên thấu mạnh D Là bức xạ điện từ
CU 51: Hy chỉ ra cấu trc khơng l thnh vin của một thin h :
CU 52: hạt nào sau đây không phải là hạt sơ cấp :
A.proton B lepton C He24 D hađron
CU 53: Đường kính Trái Đất là bao nhiêu?
A 1600 km B 3200 km C 6400 km D 12800 km
CU 54: Hy ghp cc phần A, B, C, D với các phần tương ứng a, b, c, d để thành nhưng câu có nội dung đúng
A Mặt Trời là một ngôi sao có màu vàng Nhiệt độ mặt ngoài của noi vào khoảng…
B Sao Tm trong chịm Thần Nơng cĩ mu đỏ Nhiệt độ mặt ngoài của nó vào khoảng……
C Sao Thin Lang trong chịm Đại Khuyển có màu trắng Nhiệt độ mặt ngoài của nó vào khoảng……
D Sao Rigel ( nằm ở mũi giy của chịm Trng Sĩ) cĩ mu xanh lam Nhiệt độ mặt ngoài của nó vào khoảng……
a 30000 K b 10000K c 6000 K D 3000 K
CU 55: Sự pht xạ cảm ứng l gì?
A Đó là sự phát ra phôtôn bởi một nguyên tử
B Đó là sự phát xạ của một nguyên tử ở trạng thái kích thích dưới tác dụng của một điện từ trường có cùng tần số C.Đó là sự phát xạ đồng thời của hai nguyên tử có tương tác lẫn nhau
D Đó là sự phát xạ của một nguyên tử ở trạng thái kích thích, nếu hấp thụ thêm một phôtôn có cùng tần số