LÍ THUYẾT Mối Liên Hệ Giữa Khối Lượng Và Năng Lượng Theo Anh-xtanh, năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật luôn luôn tồn tại đồng thời và tỉ lệ với nhau, hệ số tỉ lệ l
Trang 1Nội dung chuyên đề:
۞ Phần 1: Cấu Tạo Hạt Nhân
۞ Phần 2: Thuyết Tương Đối
۞ Phần 3: Năng Lượng Liên Kết Hạt Nhân
۞ Phần 4: Phản Ứng Hạt Nhân
۞ Phần 5: Bài Tập Về Chất Phóng Xạ
Dự đoán: Các câu hỏi thuộc HNNT không quá khó!!!
- Có 6 câu trong đề thi, phần 4 có 2 câu, các phần còn lại có 1 câu
- Các câu thuộc phần 1, 2, 3, 5 và 1 câu thuộc phần 4 ở mức độ dễ - không quá khó
- Phần 4 có 1 câu khó hơn về ứng dụng phản ứng hạt nhân (giống dạng trong tài liệu)
PHẦN 1: CẤU TẠO HẠT NHÂN
I LÍ THUYẾT
Cấu tạo hạt nhân
Nguyên tử có cấu tạo rỗng gồm một hạt nhân mang điện tích dương ở giữa và electron chuyển động xung quanh
Hạt nhân được tạo thành bởi 2 loại hạt là proton và notron; hai loại hạt này có tên chung là nuclon:
Câu 1: Hạt nhân nguyên tử cấu tạo bởi
Câu 2: Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ
Câu 3: Kí hiệu của hạt nhân nguyên tử X có 3 proton và 4 notron là
Câu 5 (CĐ-2013): Hạt nhân 35
17Cl có
Chuyên Đề 7: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Trang 2Câu 6 (CĐ-2012): Hai hạt nhân 3
1T và 32He có cùng
Câu 7: Nguyên tử mà hạt nhân có số proton và số notron tương ứng bằng số notron và số proton có trong hạt
nhân nguyên tử 3
2He , là nguyên tử
Câu 8 (ĐH-2010): So với hạt nhân 29
14Si , hạt nhân 4020Ca có nhiều hơn
Câu 9 (ĐH-2007): Biết số Avôgađrô là 6,02.1023/mol, khối lượng mol của urani 238
92U là 238 g/mol Số nơtrôn (nơtron) trong 119 gam urani 238
92U là
Câu 10 (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 27
13Al là
Câu 11 (CĐ-2009): Biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 mol-1 Trong 59,50 g 23892U có số nơtron xấp xỉ là
Câu 12 (CĐ-2013): Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của nó có
A.cùng khối lượng, khác số nơtron B.cùng số nơtron, khác số prôtôn
Câu 13 (ĐH-2014): Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân có cùng số
A.nuclôn nhưng khác số prôtôn B.nơtron nhưng khác số prôtôn
C.nuclôn nhưng khác số nơtron D prôtôn nhưng khác số nuclôn
Câu 14: Đơn vị khối lượng nguyên tử có trị số bằng
12 khối lượng của đồng vị cacbon
12
6C
C Khối lượng của một nguyên tử Cacbon D Khối lượng của một nuclon
PHẦN 2: THUYẾT TƯƠNG ĐỐI
I LÍ THUYẾT
Mối Liên Hệ Giữa Khối Lượng Và Năng Lượng
Theo Anh-xtanh, năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật luôn luôn tồn tại đồng thời và tỉ
lệ với nhau, hệ số tỉ lệ là c2
(c = 3.108 m/s là tốc độ ánh sáng trong chân không) Ta có hệ thức Anhxtanh:
E = mc2 Năng lượng (tính theo đơn vị eV) tương ứng với khối lượng 1 u được xác định:
E = uc2 = 931,5 MeV 1u = 931,5 MeV/c2MeV/c2 được coi là 1 đơn vị khối lượng hạt nhân
Chú ý: Một vật có khối lượng m0 khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với vận tốc v, khối lượng sẽ tăng
lên thành m với: 0
2
2
mm
v1c
trong đó m0: khối lượng nghỉ và m là khối lượng động (khối lượng tương đối tính)
Khi đó năng lượng toàn phần của vật cho bởi công thức : 2 o 2
Năng lượng: E0 = m0c2 được gọi là năng lượng nghỉ
Hiệu: E – E0 = (m – m0)c2 chính là động năng của vật, thường kí hiệu: Wđ = E – E0 = (m – m0)c2
II BÀI TẬP
Câu 1: Giả sử một người có khối lượng nghỉ m0, ngồi trong một con tàu vũ trụ đang chuyển động với tốc độ
0,8c (c là tốc độ ánh sang trong chân không) Khối lượng tương đối tính của người này là 100 kg Giá trị của
m0 bằng
Trang 3Câu 2(ĐH-2013): Một hạt chuyển động với tốc độ 0,6c So với khối lượng nghỉ, khối lượng tương đối tính
của vật
Câu 3(AMS-2013): Electron có khối lượng nghỉ me = 9,1.10-31 kg, trong dòng hạt β
electron có vận tốc 8
Câu 4: Một electron đang chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) Nếu tốc độ
tăng lên thành 0,8c thì khối lượng của electron sẽ tăng lên
Câu 7: Kí hiệu c là vận tốc ánh sáng trong chân không Một hạt vi mô, có năng lượng nghỉ E và có vận tốc 0bằng 12 c / 13 thì theo thuyết tương đối hẹp, năng lượng toàn phần của nó bằng
A. 13E / 12 0 B. 2,4E 0 C. 2,6E 0 D. 25E / 13 0
Câu 8: Một hạt đang chuyển động với tốc độ 0,6c (với c là tốc độ ánh sáng trong chân không) theo thuyết
tương đối thì hạt có động năng Wđ Nếu tốc độ của hạt tăng 4/3 lần thì động năng của hạt sẽ là
d16W
d4W
d8W3
Câu 9: Một hạt chuyển động với tốc độ 1,8.105 km/s thì nó có năng lượng nghỉ gấp mấy lần động năng của nó?
2
m c
2 0
5
m c
2 0
37
m c
120
Câu 11 (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:
3c
7c
4
Câu 15 (PBC3-2013): Một hạt có khối lượng nghỉ m0 chuyển động với tốc độ v 8c
3
(c là tốc độ ánh sáng trong chân không) Tỉ số giữa động năng và năng lượng nghỉ của hạt là
2
Trang 4PHẦN 3: NĂNG LƢỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN
Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện; cũng không phải lực hấp dẫn đã học
Lực hạt nhân là một loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân, có cường độ rất
lớn, còn gọi là lực tương tác mạnh
Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (khoảng 10–15m)
2 Độ Hụt Khối, Năng Lƣợng Liên Kết
2 Năng lƣợng liên kết hạt nhân
a) Năng lượng liên kết hạt nhân
Đại lượng E = m.c2 được gọi là năng lượng liên kết các nuclôn trong hạt nhân, hay gọn hơn, năng lượng liên kết hạt nhân
b) Năng lượng liên kết riêng
Là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn, kí hiệu là và được cho bởi công thức E
Câu 2: Bản chất lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là
Câu 3: Phạm vi tác dụng của lực tương tác mạnh trong hạt nhân là
Câu 4 (ĐH-2013): Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì:
Câu 5 (CĐ-2007): Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết
Câu 6: Độ bền vững của hạt nhân phụ thuộc vào
Câu 7 (CĐ-2014): Năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân được tính bằng
Trang 5A.tích của năng lượng liên kết của hạt nhân với số nuclôn của hạt nhân ấy
B.tích của độ hụt khối của hạt nhân với bình phương tốc độ ánh sáng trong chân không
C.thương số của khối lượng hạt nhân với bình phương tốc độ ánh sáng trong chân không
Câu 8 (CĐ-2012): Trong các hạt nhân: 4
Câu 10 (CĐ-2013): Cho khối lượng của prôtôn, nơtron và hạt nhân 4
2He lần lượt là: 1,0073u; 1,0087u và 4,0015u Biết 1uc2 = 931,5 MeV Năng lượng liên kết của hạt nhân 4
2He là
Câu 11 (ĐH-2013): Cho khối lượng của hạt proton, notron và hạt đơ tê ri 2
1D lần lượt là: 1,0073u; 1,0087u và 2,0136u Biết 1u=931,5MeV/c2 Năng lượng liên kết của hạt nhân 2
Câu 13 (ĐH-2010): Cho khối lượng của prôtôn; nơtron; 40
18Ar ; 63Li lần lượt là: 1,0073 u; 1,0087 u; 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
Câu 14: Các hạt nhân hêli (42He ), liti (63Li ) và đơteri (21D ), có năng lượng liên kết lần lượt là 28,4MeV; 39,2MeV và 2,24MeV Sắp xếp các hạt nhân này theo thứ tự độ bền vững tăng dần, thứ tự đúng là
A 42He, Li, D 63 21 B 63Li, He, D 42 21 C 21D, Li, He 63 42 D 21D, He, Li 42 63
Câu 15 (ĐH-2012): Các hạt nhân đơteri 2
Câu 16: Các hạt nhân đơteri 4
2He , 13953I , 23592U có khối lượng tương ứng là 4,0015u; 138,8970u và 234,9933u Biết khối lượng của hạt proton, notron lần lượt là: 1,0073u; 1,0087u Các hạt nhân trên được sắp xếp theo thứ
tự giảm dần về độ bền vững của hạt nhân là
A 42He ; 13953I ; 23592U B 13953I ; 42He ,23592U C 23592U ;42He ;13953I D.13953I ;23592U ;42He
Câu 17 (ÐH-2009): Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau và số nuclôn của hạt nhân X lớn
hơn số nuclôn của hạt nhân Y thì
A hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X
B hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y
C năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân bằng nhau
D năng lượng liên kết của hạt nhân X lớn hơn năng lượng liên kết của hạt nhân Y
Câu 18 (ĐH-2010): Cho ba hạt nhân X, Y và Z có số nuclôn tương ứng là AX, AY, AZ với AX = 2AY = 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 6PHẦN 4: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN CÁC PHẢN ỨNG HẠT NHÂN: PHÓNG XẠ, NHIỆT HẠCH, PHÂN HẠCH
NỘI DUNG 1: CÁC LOẠI PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
- Quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khá c
Đặc điểm của phản ứng hạt nhân:
Biến đổi các hạt nhân
Biến đổi các nguyên tố
Không bảo toàn khối lượng nghỉ
Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân
Có tính tự phát và không điều khiển được
Là một quá trình ngẫu nhiên
ZX Z 2Y 2HeDạng rút gọn A A 4
còn sinh ra một hạt sơ cấp (goi là hạt notrino)
Trang 7Phản Ứng Phân Hạch
2.1 Khái niệm
Là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng hấp thụ một nơtron chậm vỡ thành hai hạt nhân trung bình đồng thời phóng ra một số nơtron và tỏa ra một năng lượng rất lớn (khoảng 200 MeV)
Năng lượng tỏa ra dưới dạng động năng của các hạt
Các nhiên liệu chủ yếu thực hiện phản ứng nhiệt hạch là 235
92 U và 23994 Pu
2.2 Cơ chế của phản ứng phân hạch
Để phản ứng có thể xảy ra được thì phải truyền cho hạt nhân mẹ X một năng lượng đủ lớn (giá trị tối thiểu của năng lượng này gọi là năng lượng kích hoạt)
Cách đơn giản nhất để truyền năng lượng kích hoạt cho hạt nhân mẹ X là cho một nơtron bắn vào X để X bắt (hoặc hấp thụ) nơtron đó và chuyển sang trạng thái kích thích Trạng thái này không bền và kết quả xảy ra phân hạch theo sơ đồ n X X* Y Z kn
Như vậy quá trình phân hạch của hạt nhân X không trực tiếp mà phải qua trạng thái kích thích
Ví dụ: 1 235 236 95 138 1
0n92 U U Y53 I3 n0
2.3 Đặc điểm
Sau mỗi phản ứng phân hạch đều có hơn 2 notron chậm được sinh ra
Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng lớn, khoảng 200 MeV
2.4 Phản ứng dây chuyền
Các nơtron tạo thành sau phân hạch có động năng lớn (nơtron nhanh) thường bị 238U hấp thụ hết hoặc thoát ra ngoài khối Urani Nếu chúng được làm chậm lại thì có thể gây ra sự phân hạch tiếp theo cho các hạt 235
U khác khiến cho sự phân hạch trở thành phản ứng dây chuyền
Trên thực tế không phải mọi nơtron sinh ra đều có thể gây ra sự phân hạch (vì có nhiều nơ tron bị mất mát do
bị hấp thụ bởi các tạp chất trong nhiên liệu, bị 238U hấp thụ mà không gây nên phân hạch, hoặc bay ra ngoài khối nhiên liệu ) Vì vậy muốn có phản ứng dây chuyền ta phải xét đến số nơtron trung bình k còn lại sau mỗi phân hạch
Gọi k là số nơtron còn lại sau phân hạch tiếp tục được 235
U hấp thụ
Nếu k >1: số phân hạch tăng lên rất nhanh với tốc độ k1
, k2, k3…Phản ứng dây chuyền trở thành thác lũ không thể không chế Hệ thống gọi là vượt hạn Đây chính là cơ chế nổ của bom nguyên tử
Nếu k < 1: Phản ứng dây chuyền không thể xảy ra Hệ thống gọi là dưới hạn
Nếu k =1: Phản ứng dây chuyền có thể khống chế Hệ thống gọi là tới hạn Đây chính là cơ chế hoạt động của nhà máy điện nguyên tử
Muốn k1 thì khối lượng Urani hoặc Plutoni phải đạt đến một trị số tối thiểu gọi là khối lượng tới hạn m th
Điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy ra là k 1 và m > m th
2.5 Lò phản ứng hạt nhân
Là thiết bị để tạo ra các phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và điều khiển được
Nhiên liệu phân hạch trong các lò phản ứng hạt nhân thường là 235U hoặc 239
Pu
Để đảm bảo cho k = 1 người ta dùng các thanh điều khiển chứa Bo hay Cd, là các chất có tác dụng hấp thụ nơtron (khi số nơtron trong lò tăng lên quá nhiều thì người ta cho các thanh điều khiển ngập sâu vào khu vực chứa nhiên liệu để hấp thụ số nơtron thừa)
Năng lượng tỏa ra từ lò phản ứng không đổi theo thời gian
Phản Ứng Nhiệt Hạch
1) Khái niệm
Là phản ứng kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành hạt nhân nặng hơn
2) Đặc điểm
Tuy một phản ứng nhiệt hạch tỏa ra một năng lượng nhỏ hơn một phản ứng phản ứng phân hạch nhưng nếu
tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng nhiệt hạch tỏa năng lượng lớn hơn phản ứng phân hạch
Các phản ứng nhiệt hạch chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao, khoảng 50 đến 100 triệu độ vì chỉ ở nhiệt độ cao các hạt nhân nhẹ mới thu được động năng đủ lớn thắng được lực đẩy Culông tiến lại gần nhau đến mức lực hạt nhân tác dụng kết hợp chúng lại
điều kiện để xảy ra phản ứng nhiệt hạch là nhiệt độ phải rất lớn (lên đến hàng triệu độ)
Nguồn gốc năng lượng mặt trời và các sao là do phản ứng nhiệt hạch
Trang 8II BÀI TẬP
Câu 1 (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 2 (CĐ-2007): Phóng xạ β- là
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 3 (ĐH-2013): Tia nào sau đây không phải là tia phóng xạ:
A Tia B Tia C Tia D Tia X
Câu 4 (CĐ-2009): Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hiện tượng phóng xạ?
Câu 5 (ĐH-2014): Tia α
2He
B.là dòng các hạt nhân nguyên tử hiđrô
C.có vận tốc bằng vận tốc ánh sáng trong chân không
D.không bị lệch khi đi qua điện trường và từ trường
Câu 6 (ĐH-2010): Khi nói về tia , phát biểu nào sau đây là sai?
D Tia là dòng các hạt nhân heli (4
2He )
Câu 7 (ĐH-2011): Khi nói về tia γ, phát biểu nào sau đây sai?
A Tia không phải là sóng điện từ
D Tia có tần số lớn hơn tần số của tia X
Câu 8 (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
Câu 9 (ĐH-2010): Phản ứng nhiệt hạch là
A sự kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình tạo thành hạt nhân nặng hơn
B phản ứng hạt nhân thu năng lượng
C phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn
D phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
Câu 10 (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 có khối lượng trung bình thành một hạt nhân nặng
Câu 11 (ĐH-2010): Phóng xạ và phân hạch hạt nhân
Câu 12 (ĐH-2012): Phóng xạ và phân hạch hạt nhân
Trang 9A đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng B đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng
Câu 13 (ÐH-2009): Trong sự phân hạch của hạt nhân 235
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
Câu 14: Phản ứng phân hạch được thực hiện trong lò phản ứng hạt nhân Để đảm bảo hệ số nhân nơtrôn k = 1,
người ta dùng các thanh điều khiển Những thanh điều khiển có chứa:
Câu 15: Năng lượng toả ra từ lò phản ứng hạt nhân
NỘI DUNG 2: BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
a) Định luật bảo toàn điện tích
Tổng đại số các điện tích của các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích của các hạt sản phẩm
Z1 + Z2 = Z3 + Z4
b) Bảo toàn số nuclôn (bảo toàn số A)
Tổng số nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng số nuclôn của các hạt sản phẩm
d) Bảo toàn năng lƣợng toàn phần
Năng lượng toàn phần trước và sau phản ứng là bằng nhau Năng lượng toàn phần gồm động năng và năng lượng nghỉ, năng lượng photon các bức xạ
3 Năng Lƣợng Toả Ra Hay Thu Vào Trong Phản Ứng Hạt Nhân
Gọi mtrước là tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng,
msau là tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng
Năng lượng phản ứng hạt nhân: W = (mtrước - msau).c2
Nếu W > 0 thì phản ứng là toả năng lượng
Nếu W < 0 thì phản ứng là thu năng lượng
Đối với phản ứng hạt nhân sản phẩm không sinh ra hạt e+
và e-, không kèm theo tia γ thì :
mtrước - msau = ∆msau - ∆mtrước
Khi đó, năng lượng phản ứng hạt nhân còn được tính theo các công thức sau:
W = (mtrước - msau).c2 = (∆msau - ∆mtrước) c2 = Wlk-sau - Wlk-trước = Ksau - Ktrước
Trang 10Tổng đại số các điện tích của các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích của các hạt sản phẩm
Z1 + Z2 = Z3 + Z4
Tổng số nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng số nuclôn của các hạt sản phẩm
A1 + A2 = A3 + A4
hoặc e- tham gia phản ứng) nhưng bào toàn số nuclon
hay e- thì bảo toàn số hạt proton, notron
Câu 1 (ĐH-2012): Trong một phản ứng hạt nhân, có sự bảo toàn
Câu 2 (ĐH-2014): Trong phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn
Câu 3: Trong phóng xạ β- luôn có sự bảo toàn
Câu 4: Trong phản ứng hạt nhân, không có sự bảo toàn
A.năng lượng toàn phần B.động lượng
Câu 5(CĐ-2008): Trong quá trình phân rã hạt nhân 238
92 U thành hạt nhân 23492 U , đã phóng ra một hạt α và hai hạt
Câu 6 (CĐ-2012): Cho phản ứng hạt nhân: X + 19
9 F 4 16
2He8 O Hạt X là
Câu 7 (CĐ-2013):: Trong phản ứng hạt nhân: 19 16
Câu 13: Bitmut 21083Bi là chất phóng xạ Hỏi Bitmut 83Bi210 phóng ra hạt gì khi biến đổi thành pôlôni 84Po210?
Câu 14: 210
83Bi (bismut) là chất phóng xạ β- Hạt nhân con (sản phẩm của phóng xạ) có cấu tạo gồm
Câu 17: Một phản ứng phân hạch urani 23592Uvỡ thành hai nửa: 95
42Mo , 13957La và hai hạt nơtron mới Phản ứng này có mấy hạt êlectron bay ra ?
Trang 11Dạng 2 Năng Lƣợng Toả Ra Hay Thu Vào Trong Phản Ứng Hạt Nhân
Năng lượng phản ứng hạt nhân:
W = (mtrước - msau).c2 = (∆msau - ∆mtrước) c2 = Wlk-sau - Wlk-trước = Ksau - Ktrước
W > 0: Phản ứng toả năng lượng
W < 0: Phản ứng thu năng lượng
Câu 1: Trong một phản ứng hạt nhân gọi: mt, ms là tổng khối lượng nghỉ các hạt tương tác trước phản ứng và các hạt sản phẩm sau phản ứng; ∆mt, ∆ms là tổng độ hụt khối của các hạt nhân tương tác trước phản ứng và các hạt nhân sản phẩm sau phản ứng Hệ thức mt − ms = ∆ms − ∆mt đúng trong trường hợp nào dưới đây ?
B C là nguyên tử Hêli
C khối lượng ha ̣t X nhỏ hơn tổng khối lượng ha ̣t Y và ha ̣t C
D đây là phản ứng thu năng lươ ̣ng
Câu 4 (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 5 (ĐH-2007): Cho: mC = 12,00000 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10-27 kg; 1eV = 1,6.10-19 J ; c = 3.108 m/s Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C 126 thành các nuclôn riêng biệt bằng
Câu 6 (CĐ-2007): Xét một phản ứng hạt nhân: H1
2 + H1 2 → He2
3 + n0 1 Biết khối lượng của các hạt nhân
mH = 2,0135u ; mHe = 3,0149u ; mn = 1,0087u ; 1 u = 931 MeV/c2 Năng lượng phản ứng trên toả ra là
Câu 7 (CĐ-2009): Cho phản ứng hạt nhân: 23 1 4 20
11Na1H2He10Ne Lấy khối lượng các hạt nhân 23
11Na ; 20
10Ne ; 4
2He ; 1
1H 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
Câu 8 (ÐH-2009): Cho phản ứng hạt nhân: 3 2 4
1T 1D2HeX Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt 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
Câu 9: Biết phản ứng nhiệt hạch: 2 2 3
1D1 D2 Hen tỏa ra một năng lượng bằng Q = 3,25 MeV Độ hụt khối của 2
1D là mD = 0,0024u Năng lượng liên kết của hạt nhân 32He là
Câu 10: Cho phản ứng hạt nhân: 3 2 4
1T1D2He X 17,5 MeV Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân
D lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u và 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 4
2He là :
Câu 11: Cho phản ứng hạt nhân: T + D + n Biết năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân T và lần lượt là 2,823 MeV; 7,076 MeV và độ hụt khối của hạt nhân D là 0,0024u Lấy 1u = 931,5 (MeV/c2) Năng lượng mà phản ứng tỏa ra là
Trang 12Câu 12 (ĐH-2010): Pôlôni 21084Po phóng xạ và biến đổi thành chì Pb Biết khối lượng các hạt nhân 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
Câu 13 (CĐ-2012): Cho phản ứng hạt nhân :2 2 3 1
1D1D2 He0n Biết khối lượng của 2 3 1
1D, He, n lần lượt là 2 0
mD=2,0135u; mHe = 3,0149 u; mn = 1,0087u Năng lượng tỏa ra của phản ứng trên bằng:
Câu 14 (ĐH-2012): Tổng hợp hạt nhân heli 4
2He từ phản ứng hạt nhân 11H73Li42HeX Mỗi phản ứng trên tỏa năng lượng 17,3 MeV Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 0,5 mol heli là
Câu 15: Cho phản ứng hạt nhân 2 6 4
1D3Li2HeX 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 toả ra khi có 1 g heli được tạo thành theo phản ứng trên là
A.4,2.1010 J B 3,1.1011J C.6,2.1011J D.2,1.1010 J
Câu 16: Cho phản ứng hạt nhân: 1 7 4
1p + Li3 X + He + 17,3MeV2 Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1g khí Hêli là
A 26,04.10 MeV26 B 13,02.10 MeV26 C. 13,02.10 MeV23 D 26,04.10 MeV23
Câu 17: Cho phản ứng hạt nhân: 234 4 230
92U2He 90Th Gọi a, b và c lần lượt là năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân Urani, hạt và hạt nhân Thôri Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này bằng
Câu 18 (CĐ-2011): Một hạt nhân của chất phóng xạ A đang đứng yên thì phân rã tạo ra hai hạt B và C Gọi
mA, mB, mClần 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?
Câu 20: Một hạt α bắn vào hạt nhân 27
13Al tạo ra nơtron và hạt X Cho: mα = 4,0016u; mn = 1,00866u; mAl = 26,9744u; mX = 29,9701u; 1u = 931,5MeV/c2 Các hạt nơtron và X có động năng là 4 MeV và 1,8 MeV Động năng của hạt α là:
Câu 21 (CĐ-2011): Dùng hạt α bắn phá hạt nhân nitơ đang đứng yên thì thu được một hạt prôtôn và hạt nhân
ôxi theo phản ứng: 4 14 17 1
2 7N 8O1p Biết khối lượng các hạt trong phản ứng trên là: mα = 4,0015 u; mN= 13,9992 u; mO= 16,9947 u; mp= 1,0073 u Nếu bỏ qua động năng của các hạt sinh ra thì động năng tối thiểu của hạt α là
A.1,211 MeV B.3,007 MeV C.1,503 MeV D.29,069 MeV
Câu 22: Cho proton bằng vào hạt nhân 7
3Li đứng yên sinh ra hai hạt nhân X có động năng như nhau và bằng
9,343 MeV Năng lượng tỏa ra của phản ứng này là 17,2235MeV Động năng của hạt proton là
Câu 23: Người ta dùng hạt proton có động năng là 5,45 MeVbắn vào hạt nhân 9
4Be đứng yên để gây ra phản
p Be X LiBiết động năng của các hạt X, 6
3Li lần lượt là 4 MeV và 3,575 Mev, năng lượng của
phản ứng trên là bao nhiêu? (lấy khối lượng các hạt nhân theo đơn vị u gần đúng bằng số khối của chúng)