+ Các định luật bảo toàn trong một phản ứng hạt nhân: bảo toàn điện tích (nguyên tử số Z); bảo toàn số nuclôn (số khối A); bảo toàn năng lượng toàn phần; bảo toàn động lượng.. Trong phản[r]
Trang 1CHƯƠNG VII – VẬT LÝ HẠT NHÂN
Lý thuyết.
+ Hạt nhânZ AX, có A nuclôn; Z prôtôn và có N = (A – Z) nơtron
Các hạt nhân có cùng số prôtôn Z nhưng khác số nơtron N (khác số khối A) được gọi là các đồng vị
+ Đơn vị khối lượng: Trong vật lí hạt nhân người ta có thể dùng 3 loại đơn vị khối lượng: kg, u và MeV/c2:
1 u = 1,66055.10-27 kg 931,5 MeV/c2
+ Hệ thức Anhxtanh giữa năng lượng và khối lượng: E = mc2
+ Năng lượng toàn phần: E = mc2 Năng lượng nghĩ: E0 = m0c2
+ Động năng của hạt: Wđ = E - E0
+ Khối lượng tương đối tính: m =
0 2 2 1
m v c
+ Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực hạt nhân (là lực tương tác mạnh)
Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng khi hai nuclôn cách nhau một khoảng bằng hoặc nhỏ hơn kích thước hạt nhân (khoảng 10-15 m)
+ Khối lượng cùa hạt nhân luôn nhỏ hơn khối lượng của tổng các nuclôn tạo thành hạt nhân đó:
m = Zmp + (A – Z)mn – mX > 0, gọi là độ hụt khối của hạt nhân
+ Năng lượng liên kết của hạt nhân là năng lượng tối thiểu cần thiết để tách các nuclôn trong hạt nhân thành các nuclôn riêng lẻ; nó được đo bằng tích của độ hụt khối m với c2: Wlk = m.c2
+ Năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân là năng lượng liên kết tính trên từng nuclôn ( =
Wlk
A ) của hạt nhân
+ Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững
Các hạt nhân có số khối A trong khoảng từ 50 đến 80 có năng lượng liên kết riêng lớn hơn năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân ở đầu bảng và cuối bảng tuần hoàn, năng lượng liên kết riêng của hạt nhân lớn nhất vào cở 8,8 MeV/nuclôn (của hạt nhân sắt 5628Fe)
+ Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân
+ Có 2 loại phản ứng hạt nhân: phản ứng hạt nhân tự phát và phản ứng hạt nhân kích thích
+ Các định luật bảo toàn trong một phản ứng hạt nhân: bảo toàn điện tích (nguyên tử số Z); bảo toàn số nuclôn (số khối A); bảo toàn năng lượng toàn phần; bảo toàn động lượng
Trong phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn khối lượng
+ Năng lượng của phản ứng hạt nhân: W = (mtrước - msau)c2: W > 0 tỏa năng lượng; W < 0 thu năng lượng
+ Phóng xạ: là hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát, phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành các hạt nhân khác
+ Đặc tính của quá trình phóng xạ: hoàn toàn do các nguyên nhân bên trong gây ra, tuyệt đối không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài
+ Định luật phóng xạ: mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi một thời gian T gọi là chu kì bán rã Cứ sau mỗi chu
kì này thì một nữa số nguyên tử của chất ấy biến đổi thành chất khác
+ Biểu thức của định luật phóng xạ: N = N02
t T
= N0e-t hoặc m = m02
t T
= m0e-t; với =
ln 2 0,693
+ Các dạng phóng xạ:
- Phóng xạ : tia là dòng hạt nhân hê li 42He
- Phóng xạ -: tia - là dòng các electron 0e
- Phóng xạ +: tia + là dòng các pôzitron 01 e
- Phóng xạ : tia là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (tần số rất lớn), không mang điện
Phóng xạ thường xảy ra trong các phản ứng hạt nhân, trong phóng xạ hay phóng xạ -, phóng xạ +
Các hạt chuyển động với tốc độ cỡ 2.107 m/s; các hạt - và + chuyển động với tốc độ xấp xĩ tốc độ ánh sáng còn các hạt (là các phôtôn) chuyển động với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng
+ Phân hạch: là hiện tượng một hạt nhân nặng vở thành hai mãnh nhẹ hơn
+ Đặc điểm: sinh ra 2 đến 3 nơtron và toả ra một năng lượng lớn
+ Phân hạch của 235U dưới tác dụng của một nơtron tỏa ra năng lượng cở 200 MeV và được duy trì theo quá trình dây chuyền (trong điều kiện khối lượng 235U đủ lớn) Các sản phẩm của phân hạch là những hạt nhân chứa nhiều nơtron và phóng xạ -
Số nơtron phát ra trong mỗi phân hạch gây được phân hạch mới gọi là hệ số nhân nơtron k: nếu k < 1 thì phản ứng dây chuyền không xảy ra; nếu k = 1 thì phản ứng dây chuyền xảy ra nhưng không tăng vọt và có thể điều khiển được; nếu k > 1 thì phản ứng dây chuyền tăng vọt không điều khiển được dẫn đến vụ nổ nguyên tử
1
Trang 2Khối lượng tối thiểu của chất phân hạch để phản ứng phân hạch duy trì được trong đó gọi là khối lượng tới hạn Với 23592U khối lượng tới hạn cỡ 15 kg; với 23994Pu khối lượng tới hạn cỡ 5 kg
Phản ứng dây chuyền có điều khiển được tạo ra trong lò phản ứng hạt nhân: Dùng thanh điều khiển có chứa bo, cađimi để điều khiển cho số nơtron sinh ra quay lại kích thích phản ứng phân hạch luôn bằng 1
+ Phản ứng nhiệt hạch: là phản ứng kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn
+ Đặc điểm: là một phản ứng toả năng lượng
+ Điều kiện để xảy ra phản ứng nhiệt hạch: các phản ứng kết hợp rất khó xảy ra (do các hạt nhân đều tích điện dương nên đẩy nhau) Muốn chúng tiến lại gần nhau và kết hợp được thì chúng phải có động năng lớn để thắng lực đẩy Culông, muốn vậy cần phải có nhiệt độ rất cao
+ Là nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời và các sao
+ Năng lượng nhiệt hạch, với những ưu việt không gây ô nhiễm (sạch) và nguyên liệu dồi dào sẽ là nguồn năng lượng trong tương lai
Công thức.
+ Hạt nhânZ AX, có A nuclôn; Z prôtôn và có N = (A – Z) nơtron
+ Số hạt nhân trong m gam chất đơn nguyên tử: N =
m
A NA.
+ Khối lượng tương đối tính: m =
0 2 2 1
m v c
+ Năng lượng toàn phần: E = mc2 =
0 2 2 1
m v c
c2 + Năng lượng nghỉ: E0 = m0c2
+ Động năng Wđ = E – E0 = mc2 – m0c2 = (
2 2
1
1 v
c
-1)m0c2
+ Độ hụt khối, năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng: m = Zmp + (A – Z)mn – mhn; Wlk = m.c2; =
Wlk
A
+ Các định luật bảo toàn trong phản ứng:
1 1
A
Z X1 +
2 2
A
Z X2
3 3
A
Z X3 +
4 4
A
Z X4
Bảo toàn số nuclôn: A1 + A2 = A3 + A4
Bảo toàn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4
Bảo toàn động lượng: m1
1
v + m2
2
v = m3
3
v + m4v 4
Bảo toàn năng lượng toàn phần:
(m1 + m2)c2 + K1 + K2 = (m3 + m4)c2 + K3 + K4; với Ki =
1
2 miv2i là động năng của hạt nhân thứ i
+ Năng lượng toả ra hoặc thu vào trong phản ứng hạt nhân:
W = (mA + mB - mC - mD)c2 = WlkC + WlkD - WlkA - WlkB = CAC + DAD - AAA - BAB
W > 0: tỏa năng lượng; W < 0: thu năng lượng
+ Số hạt nhân, khối lượng của chất phóng xạ còn lại sau thời gian t:
N = N0 T
t
2 = N0e-t; m(t) = m0 T
t
2 = m0e-t + Số hạt nhân mới được tạo thành sau thời gian t: N’ = N0 – N = N0 (1 – T
t
2 )
+ Tỉ số giữa số hạt nhân tạo thành và số hạt nhân phóng xạ còn lại sau thời gian t:
' 1 2 1 2
t
t T
T
+ Khối lượng chất mới được tạo thành sau thời gian t: m’ = m0
'
A
A (1 – T
t
2 ) = m0
'
A
A (1 – e-t)
+ Tỉ số giữa khối lượng chất tạo thành và khối lượng chất phóng xạ còn lại sau thời gian t:
2
Trang 3m' ' 1 2 ' 1
2
t T
T
+ Liên hệ giữa hằng số phóng xạ và chu kì bán rã T: =
ln 2 0, 693
+ Liên hệ giữa động lượng và động năng: Wđ =
1
2 mv2; p2 = 2mWđ
+ Năng lượng tỏa ra hoặc thu vào trong phản ứng hạt nhân:
W = (m1 + m2 – m3 – m4)c2 = W3 + W4 – W1 – W2 = A33 + A44 – A11 – A22
Các câu trắc nghiệm theo cấp độ:
Biết.
Câu 1 Nuclôn là tên gọi chung của prôtôn và
A nơtron B êlectron C nơtrinô D pôzitron.
Câu 2 Số nuclôn có trong hạt nhân 146C là
Câu 3 Theo thuyết tương đối, một hạt có khối lượng m thì có năng lượng toàn phần là E Biết c là tốc độ ánh sáng
trong chân không Hệ thức đúng là
A E =
1
1
2 mc2
Câu 4 Lực hạt nhân còn được gọi là
C lực tĩnh điện D lực tương tác điện từ.
Câu 5 Hạt nhân 126Cđược tạo thành bởi các hạt
A êlectron và nuclôn B prôtôn và nơtron.
C nơtron và êlectron D prôtôn và êlectron.
Câu 6 Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hạt nhân hyđrô 11H ?
A có điện tích +e B không có độ hụt khối.
C có năng lượng liên kết bằng 0 D kém bền vững nhất.
Câu 7 Lực hạt nhân
A là lực hấp dẫn để liên kết các các nuclôn lại với nhau.
B là lực điện từ để liên kết các các nuclôn lại với nhau.
C không phụ thuộc vào điện tích hạt nhân.
D phụ thuộc vào điện tích hạt nhân.
Câu 8 Đại lượng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân là
A năng lượng liên kết B năng lượng liên kết riêng.
C điện tích hạt nhân D khối lượng hạt nhân.
Câu 9 Năng lượng liên kết của hạt nhân là
A toàn bộ năng lượng của nguyên tử gồm động năng và năng lượng nghỉ
B năng lượng tỏa ra khi các nuclon liên kết với nhau tạo thành hạt nhân.
C năng lượng toàn phần của nguyên tử tính trung bình trên số nuclon.
D năng lượng liên kết các êlectron và hạt nhân nguyên tử.
Câu 10 Phản ứng hạt nhân tuân theo các định luật
A Bảo toàn năng lượng toàn phần và bảo toàn khối lượng.
B Bảo toàn động năng và bảo toàn số prôtôn.
C Bảo toàn diện tích và bảo toàn số nơtron.
D Bảo toàn số nuclôn và bảo toàn điện tích.
Câu 11 Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về tia α?
A Tia α thực chất là các hạt nhân nguyên tử hêli 42He
B Tia α bị lệch trong điện trường và trong từ trường.
C Tia α phóng ra từ hạt nhân với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng.
D Khi đi trong không khí tia α làm ion hóa không khí và mất dần năng lượng.
Câu 12 Quá trình biến đổi phóng xạ của một chất phóng xạ
A phụ thuộc vào chất đó ở dạng đơn chất hay hợp chất.
B phụ thuộc vào chất đó ở các thể rắn, lỏng hay khí.
C phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường cao hay thấp.
D xảy ra như nhau trong mọi điều kiện.
3
Trang 5Câu 13 Trong phóng xạ α thì hạt nhân con sẽ
A lùi hai ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ.
B tiến hai ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ.
C lùi một ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ
D tiến một ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ.
Câu 14 Tia phóng xạ không bị lệch hướng trong điện trường là
A tia B tia - C tia + D tia .
Câu 15 Tia phóng xạ chuyển động chậm nhất trong các tia phóng xạ là
A tia B tia - C tia + D tia .
Câu 16 Phản ứng phân hạch nà phản ứng nhiệt hạch đều là
A phản ứng tổng hợp hạt nhân B phản ứng phá vở hạt nhân.
C phản ứng hạt nhân thu năng lượng D phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.
Câu 17 Nguồn gốc của năng lượng Mặt Trời là do
A các phản ứng hóa học thực hiện trong lòng nó.
B các phản ứng phân hạch thực hiện trong lòng nó.
C các phản ứng nhiệt hạch thực hiện trong lòng nó.
D các quá trình phóng xạ xảy ra trong lòng nó.
Câu 18 Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về phản ứng phân hạch?
A Tạo ra hai hạt nhân có khối lượng trung bình.
B Xảy ra do sự hấp thụ nơtrôn chậm.
C Chỉ xảy ra với hạt nhân nguyên tử 23592U
D Là phản ứng tỏa năng lượng.
Câu 19 Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về phản ứng nhiệt hạch?
A Phản ứng nhiệt hạch chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao.
B Trong lòng mặt trời và các ngôi sao xảy ra phản ứng nhiệt hạch.
C Con nguời đã tạo ra phản ứng nhiệt hạch dưới dạng kiểm soát được.
D Phản ứng nhiệt hạch được áp dụng để chế tạo bom kinh khí.
Câu 20 Phóng xạ và phân hạch hạt nhân
A đều là phản ứng tổng hợp hạt nhân.
B đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.
C đều là các phản ứng hạt nhân thu năng lượng.
D đều là phản ứng tự phát không có sự can thiệp từ bên ngoài.
Hiểu.
Câu 21 Hạt nhân 147N và hạt nhân 136C có
A Số nuclôn bằng nhau B Số electron bằng nhau.
C Số prôtôn bằng nhau D Số nơtron bằng nhau.
Câu 22 Số prôtôn và số nơtron trong hạt nhân 23892U lần lượt là
A 146 và 92 B 92 và 238 C 92 và 146 D 146 và 238.
Câu 23 Hạt nhân cac bon 126C có 12 nuclôn trong đó có 6 nơtron và 6 prôtôn là một hạt nhân bền vững Vì vậy, kết luận nào dưới đây chắc chắn đúng?
A Giữa các nơtron không có lực hút B Giữa các nuclôn có lực hút rất lớn.
C Giữa các prôtôn chỉ có lực đẩy D Giữa các prôtôn và các nơtron không có lực tác dụng.
Câu 24 Trong thành phần cấu tạo của hạt nhân nguyên tử chắc chắn phải có loại hạt nào dưới đây?
A Prôtôn B Nơtron C Phôtôn D Electron.
Câu 25 Một hạt có động năng bằng năng lượng nghỉ của nó Với c là tốc độ của ánh sáng trong chân không thì tốc
độ của hạt đó là
A v =
2
2
c
B v =
3 2
c
C v =
2 3
c
3 4
c
Câu 26 Trong các hạt nhân: 126C, 2211Na, 6329Cu và 20482Pb, hạt nhân bền vững nhất là
A 126C B 2211Na C 6329Cu D 20482Pb
Câu 27 Cho phản ứng hạt nhân: 42He147N 11H X Số prôtôn và nơtron của hạt nhân X lần lượt là
A 8 và 9 B 9 và 17 C 9 và 8 D 8 và 17.
Câu 28 Cho phản ứng hạt nhân 126C 3 He42 Biết khối lượng của 126C và 42He lần lượt là 11,9970 u và 4,0015 u; lấy l u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng nhỏ nhất của phôtôn ứng với bức xạ γ để phản ứng xảy ra có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
A 7 MeV B 6 MeV C 9 MeV D 8 MeV.
5
Trang 6Câu 29 Trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng là 37,9638 u và tổng khối
lượng nghỉ các hạt sau phản ứng là 37,9656 u Lấy 1 u = 931,5 MeV/c2 Phản ứng này
A tỏa năng lượng 16,8 MeV B thu năng lượng 1,68 MeV.
C thu năng lượng 16,8 MeV D tỏa năng lượng 1,68 MeV.
Câu 30 Hạt nhân 6329Cu có khối lượng 62,9298 u Biết khối lượng của prôtôn là 1,0073 u, khối lượng của nơtron là 1,0087 u và 1 u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết của hạt nhân 6329Cu là
Câu 31 Trong phóng xạ -, hạt nhân con sinh ra có
A số nuclôn bằng số nuclôn của hạt nhân mẹ.
B số prôtôn bằng số prôtôn của hạt nhân mẹ.
C số nơtron bằng số nơtron của hạt nhân mẹ.
D điện tích bằng điện tích của hạt nhân mẹ.
Câu 32 Một mẫu phóng xạ nguyên chất ban đầu có N0 hạt nhân Chu kì bán rã của chất này là T Sau khoảng thời
gian t = 1,5 T kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị phân rã của mẫu chất phóng xạ này là
A
0
2,5
N
0 3
N
0
2 2
N
0 1,5
N
Câu 33 Hạt nhân 146C phóng xạ - Hạt nhân con sinh ra là
A 146X B 147X C 156X D 145X
Câu 34 Điều kiện để xảy ra hiện tượng phóng xạ là
A Nhiệt độ nơi chứa chất phóng xạ rất cao.
B Áp suất nơi chứa chất phóng xạ rất cao.
C Có sự tương tác giữa các hạt nhân với nhau
D Không cần điều kiện nào.
Câu 35 Có thể làm giảm chu kì bán rã của một chất phóng xạ bằng cách
A Tăng nhiệt độ nơi chứa chất phóng xạ lên cao.
B Tăng áp suất nơi chứa chất phóng xạ lên cao.
C Hạ áp suất nơi chứa chất phóng xạ xuống thấp
D Không thể làm thay đổi chu kì bán rã của một chất phóng xạ.
Câu 36 Trong phản ứng phân hạch hạt nhân, những phần tử nào sau đây có đóng góp năng lượng lớn nhất khi xảy
ra phản ứng?
A Động năng của các mãnh B Động năng của các prôtôn.
C Động năng của các nơtron D Động năng của các electron.
Câu 37 Phản ứng hạt nhân nào dưới đây không phải là phản ứng nhiệt hạch?
A 21H + 31H 42He B 21H + 63Li 42He + 42He
C 21H + 21H 42He D 42He + 147N 178O + 11H
Câu 38 So với phản ứng phân hạch thì phản ứng nhiệt hạch
A thu năng lượng lớn hơn phản ứng phân hạch nếu tính theo tỉ lệ khối lượng.
B tỏa năng lượng lớn hơn phản ứng phân hạch nếu tính theo tỉ lệ khối lượng.
C có điều kiện thực hiện dễ dàng hơn phản ứng phân hạch.
D có nguồn nguyên liệu không dồi dào như của phản ứng phân hạch.
Câu 39 Phản ứng hạt nhân nào dưới đây là phản ứng phân hạch?
A 21H + 31H 42He B 21H + 63Li 42He + 42He
C 22688Ra 42He + 22286Rn D 10n + 23592U 13954Xe + 9538Sr + 210n
Câu 40 Phát biểu nào sau đây về phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch là sai?
A Bom khinh khí được thực hiện bởi phản ứng phân hạch.
B Bom khinh khí được thực hiện bởi phản ứng nhiệt hạch.
C Phản ứng nhiệt hạch chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao.
D Phân hạch xảy ra khi một hạt nhân nặng hấp thụ một nơtron chậm.
Vận dụng.
Câu 41 Cho số Avôga đrô NA = 6,02.1023 mol-1; lấy khối lượng của một mol chất đơn nguyên tử tính ra gam bằng
số khối của hạt nhân chất đó Số hạt nhân của 4 gam cacbon 126C xấp xĩ bằng
A 2,01.1023 hạt B 3,01.1023 hạt C 4,01.1023 hạt D 5,01.1023 hạt
Câu 42 Cho NA = 6,02.1023 mol-1 Số prôtôn trong 102 gam chì 20482Pb xấp xĩ bằng
A 2468.1023 B 2468.1022 C 1234.1023 D 1234.1022
6
Trang 8Câu 43 Một vật có khối lượng nghỉ 50 kg chuyển động với tốc độ 0,4c (c là tốc độ của ánh sáng trong chân
không) thì khối lượng tương đối tính của nó xấp xĩ bằng
A 54,6 kg B 65,8 kg C 52,6 kg D 62,8 kg.
Câu 44 Một vật có khối lượng nghỉ m0 = 1 kg đang chuyển động với vận tốc v = 0,6c Động năng tương đối tính
của vật là
A 1,25.1016 J B 2,25.1016 J C 3,25.1016 J D 4,25.1016 J
Câu 45 Biết động năng tương đối tính của một hạt bằng một nữa năng lượng nghỉ của nó Cho tốc độ của ánh sáng
trong chân không là c = 3.108 m/s Tốc độ của hạt này xấp xĩ bằng
A 2,57.108 m/s B 2,46.108 m/s C 2,35.108 m/s D 2,24.108 m/s
Câu 46 Một hạt có khối lượng nghĩ 9,1.10-31 kg đang chuyển động với tốc độ bằng 0,8 lần tốc độ ánh sáng trong chân không Cho c = 3.108 m/s Động năng tương đối tính của hạt này xấp xĩ bằng
A 7,48.10-14 J B 6,47.10-14 J C 5,46.10-14 J D 4,45.10-14 J
Câu 47 Cho c là tốc độ ánh sáng trong chân không Theo thuyết tương đối, một hạt có khối lượng nghỉ m0, khi
chuyển động với tốc độ 0,6c thì có khối lượng động (khối lượng tương đối tính) là m Tỉ số
0
m
m là
Câu 48 Cho số Avôga đrô NA = 6,02.1023 mol-1, khối lượng mol của hạt nhân urani 23892U là 238 gam/mol Số nơtron trong 119 gam 23892U là
A 1,2.1025 hạt B 2,2.1025 hạt C 4,4.1025 hạt.D 8,8.1025 hạt
Câu 49 Cho số Avôga đrô NA = 6,02.1023 mol-1, khối lượng của một mol chất đơn nguyên tử tính ra gam bằng số khối của hạt nhân đó Số nguyên tử Oxy trong 1 gam khí CO2 là
A 1,37.1021 B 2,74.1021 C 1,37.1022 D 2,74.1022
Câu 50 Urani tự nhiên có 3 đồng vị là 23892U chiếm 99,27%; 23592U chiếm 0,72% và 23492U chiếm 0,01%; có khối lượng nguyên tử lần lượt là 238,0508 u; 235,0439 u và 234,0409 u Khối lượng trung bình của hạt nhân urani trong
tự nhiên là
A 237,0287 u B 238,0287 u C 238,0587 u D 238,0887 u.
Câu 51 Hạt nhân 6027Co có khối lượng 55,94 u, khối lượng của prôtôn là 1,0073 u và khối lượng của nơtron là 1,0087 u Độ hụt khối của hạt nhân 6027Co là
A 4,5442 u B 3,5442 u C 2,5442 u D 1,5442 u.
Câu 52 Rađi 22688Ra là nguyên tố phóng xạ α Một hạt nhân 22688Ra đang đứng yên phóng ra hạt α và biến đổi thành hạt nhân con X Biết động năng của hạt α là 4,8 MeV Lấy khối lượng hạt nhân (tính theo đơn vị u) bằng số khối của nó Giả sử phóng xạ này không kèm theo bức xạ gamma Năng lượng tỏa ra trong phân rã này là
A 269 MeV B 271 MeV C 4,72 MeV D 4,89 MeV.
Câu 53 Hạt nhân 5426Fe có khối lượng 53,9396 u Biết khối lượng của prôtôn là 1,0073 u, khối lượng của nơtron là 1,0087 u và 1 u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 5426Fe là
A 7,51805 MeV/nuclôn B 9,51805 MeV/nuclôn.
C 8,51805 MeV/nuclôn D 6,51805 MeV/nuclôn.
Câu 54 Cho phản ứng hạt nhân 63Li + 21D 42He + 42He Biết khối lượng của hạt nhân 63Li là 6,01215 u, của hạt nhân 21D là 2,014 u, của hạt nhân 42He là 4,0026 u và 1 u = 931,5 MeV/c2 Phản ứng này tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng?
A tỏa 19,5 MeV B thu 19,5 MeV C tỏa 22,4 MeV D thu 22,4 MeV.
Câu 55 Cho phản ứng hạt nhân 42He +147N 178O + 11H Biết khối lượng của các hạt nhân 42He là 4,0026 u, 147N là 14,00307 u, 178O là 16,9991 u, 11H là 1,0073 u và 1 u = 931,5 MeV/c2 Phản ứng này tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng?
Câu 56 Phản ứng hạt nhân 63Li + 21D 42He + 42He tỏa năng lượng 22,4 MeV, Biết khối lượng của hạt nhân 21D
là 2,014 u, của hạt nhân 42He là 4,0015 u và 1 u = 931,5 MeV/c2 Khối lượng của hạt nhân 63Li là
C 6,01305 u D 5,99875 u.
Câu 57 Hạt nhân 178O có khối lượng 16,9947 u Biết khối lượng của prôtôn và notron lần lượt là 1,0073 u và 1,0087 u Độ hụt khối của 178O là
8
Trang 9A 0,1294 u B 0,1532 u C 0,1420 u D 0,1406 u.
Câu 58 Cho rằng khi một hạt nhân urani 23592Uphân hạch thì tỏa ra năng lượng trung bình là 200 MeV Lấy NA = 6,023.1023 mol-1 , khối lượng mol của urani 23592Ulà 235 g/mol Năng lượng tỏa ra khi phân hạch hết 1 kg urani 23592
U là
A 5,12.1026 MeV B 51,2.1026 MeV
C 2,56.1015 MeV D 2,56.1016 MeV
Câu 59 Hạt nhân 23592U có năng lượng liên kết 1784 MeV Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này là
A 5,46 MeV/nuelôn B 12,48 MeV/nuelôn.
C 19,39 MeV/nuclôn D 7,59 MeV/nuclôn.
Câu 60 Cho phản ứng hạt nhân: 73Li + 11H 42He + X Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 mol heli theo phản ứng này là 5,2.1024 MeV Lấy NA= 6,02.1023 mol-1 Năng lượng tỏa ra của một phản ứng hạt nhân trên là
A 69,2 MeV B 34,6 MeV C 17,3 MeV D 51,9 MeV.
Câu 61 Pôlôni 21084Po là nguyên tố phóng xạ , nó phóng ra một hạt và biến đổi thành hạt nhân con X Hạt nhân con có
A 84 prôtôn và 126 nơtron B 80 prôtôn và 128 nơtron.
C 82 prôtôn và 124 nơtron D 82 prôtôn và 206 nơtron.
Câu 62 Hạt nhân urani 23892U là nguyên tố phóng xạ và - để cho ra sản phẩm cuối cùng là 20682Pb Hỏi sau bao nhiêu lần phóng xạ và bao nhiêu lần phóng xạ - thì một hạt nhân 23892U biến thành một hạt nhân 20682Pb?
A 6 lần phóng xạ và 8 lần phóng xạ -
B 8 lần phóng xạ và 6 lần phóng xạ -
C 6 lần phóng xạ và 6 lần phóng xạ -
D 8 lần phóng xạ và 8 lần phóng xạ -
Câu 63 Pôlôni 21084Po là nguyên tố phóng xạ , có chu kì bán rã 138 ngày Sau thời gian bao lâu thì số hạt nhân chưa bị phân ra còn lại bằng 12,5% so với số hạt nhân ban đầu?
A 138 ngày B 207 ngày C 276 ngày D 414 ngày.
Câu 64 Phốt pho 3215P phóng xạ - với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày Sau 42,6 ngày kể từ thời điểm ban đầu, khối lượng của một khối chất phóng xạ 3215P còn lại là 2,5 g Khối lượng ban đầu của chất phóng xạ 3215P là
A 20 g B 15 g C 10 g D 5 g.
Câu 65 Chất phóng xạ iốt 13153I là chất phóng xạ - Lúc đầu người ta đưa về phòng thí nghiệm 200 g chất này Sau
24 ngày lượng chất phóng xạ này chỉ còn 25 g chưa bị phân rã Chu kì bán rã của chất phóng xạ này là
Câu 66 Pôlôni 21084Po là nguyên tố phóng xạ , có chu kì bán rã 138 ngày Ban đầu có một mẫu gồm N0 hạt nhân
pôlôni 21084Po Sau bao lâu (kể từ lúc ban đầu) số hạt nhân bị phân rã là
15
16 N0?
A 69 ngày B 276 ngày C 414 ngày D 552 ngày.
Câu 67 Một chất phóng xạ α có chu kì bán rã T Khảo sát một mẫu chất phóng xạ này ta thấy: ở lần đo thứ nhất,
trong 1 phút mẫu chất phóng xạ này phát ra 8n hạt α Sau 414 ngày kể từ lần đo thứ nhất, trong 1 phút mẫu chất phóng xạ chỉ phát ra n hạt α Giá trị của T là
A 3,8 ngày B 138 ngày C 12,3 ngày D 0,18 ngày.
Câu 68 Chất phóng xạ pôlôni 21084Po phát ra tia α và biến đổi thành chì Cho chu kì bán rã cùa pôlôni là 138 ngày Ban đầu có một mẫu pôlôni nguyên chất, sau khoảng thời gian t thì tỉ số giữa khối lượng chì sinh ra và khối lượng pôlôni còn lại trong mẫu là 0,6 Coi khối lượng nguyên từ bằng số khối của hạt nhân của nguyên tử đó tính theo đơn vị u Giá trị của t là
A 95 ngày B 105 ngày C 83 ngày D 33 ngày.
Câu 69 Một phòng thí nghiệm nhận được một mẫu chất phóng xạ có chu kì bán rã là 25 ngày Khi đem ra sử dụng
thì thấy khối lượng mẫu chất chỉ còn
1
4 khối lượng ban đầu Thời gian từ lúc nhận mẫu về tới lúc đem ra sử dụng
Câu 70 Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán xã T Sau 105 giờ kể từ thời điểm ban đầu (t0 = 0) thì số nguyên tử của mẫu chất đó giảm đi 128 lần Chu kì bán rã T là
A 15 giờ B 30 giờ C 45 giờ D 105 giờ.
9
Trang 10Câu 71 Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani 23592U năng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 200 MeV Lấy khối lượng của một mol chất đơn nguyên tử bằng số khối của hạt nhân chất đó tính ra gam Cho NA = 6,02.1023 mol-1 Khi một kg 23592U phân hạch hoàn toàn thì toả ra năng lượng là
A 8,2.1013 J B 4,1.1013 J C 5,3.1013 J D 6,2.1021 J
Câu 72 Phản ứng hạt nhân 21D + 31T 42He + 11H Biết khối lượng của các hạt là mH = 1,0073 u; mD = 2,0136 u;
mT = 3,0149 u; mHe = 4,0015 u; 1 u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng toả ra trong một phản ứng nói trên là
A 18,35 MeV B 17,6 MeV C 17,25 MeV D 15,5 MeV.
Câu 73 Tổng hợp hạt nhân hêli 42He từ phản ứng 11H + 73Li 42He + 42He Mỗi phản ứng đó tỏa năng lượng 17,3 MeV Cho khối lượng của một mol chất đơn nguyên tử bằng số khối của hạt nhân chất đó tính ra gam; NA = 6,02.1023 mol-1 Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 gam hêli là
A 2,6.1024 MeV B 5,2.1024 MeV
C 10,4.1024 MeV D 15,6.1024 MeV
Câu 74 Cho phản ứng hạt nhân: 31T + 21D 42He + 01n Cho độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He lần lượt là 0,0091u, 0,0024u, 0,0304u và 1 u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng tỏa ra của phản ứng là
A 200 MeV B 204 MeV C 17,6 MeV D 15,9 MeV.
Câu 75 Người ta dùng hạt prôtôn có động năng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân 73Liđứng yên tạo ra phản ứng:
1
1H + 73Li 42He+ 42He Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ γ và động năng của các hạt sinh ra bằng nhau Biết mH = 1,0073 u; mLi = 7,016 u; mHe = 4,0015 u, 1 u = 931,5 MeV/c2 Động năng của mỗi hạt sinh ra bằng
A 7,655 MeV B 9,655 MeV C 8,655 MeV D 6,855 MeV.
Câu 76 Dùng hạt α để bắn phá hạt nhân nhôm ta thu được hạt nhân phôtpho theo phản ứng:
4
2He+ 2713Al 3015P + 01n Biết mHe = 4,0015 u; mAl = 26,974 u; mP = 29,97 u; mn = 1,0087 u, 1 u = 931,5 MeV/c2 Động năng tối thiểu của hạt α để phản ứng này có thể xảy ra là
A 3,98 MeV B 2,98 MeV C 1,98 MeV D 0,98 MeV.
Câu 77 Cho rằng một hạt nhân urani 23592U khi phân hạch thì tỏa ra năng lượng là 200 MeV Lấy NA = 6,02.1023 mol-1, 1 eV = 1,6.10-19 J và khối lượng mol của urani 23592U là 235 g/mol Năng lượng tỏa ra khi 2 g urani 235
92U phân hạch hết là
A 9,6.1010 J B 10,3.1023J C 16,4.1023 J D 16,4.1010J
Câu 78 Giả sử, một nhà máy điện hạt nhân dùng nhiên liệu urani 23592U Biết công suất phát điện là 500 MW và hiệu suất chuyển hóa năng lượng hạt nhân thành điện năng là 20% Cho rằng khi một hạt nhân urani 23592Uphân hạch thì toả ra năng lượng là 3,2.10-11 J Lấy NA = 6,02.1023 mol-1 và khối lượng mol của 23592U là 235 g/mol Nếu nhà máy hoạt động liên tục thì lượng urani 23592U mà nhà máy cần dùng trong 365 ngày là
A 962 kg B 1121 kg C 1352,5 kg D 1421 kg.
Câu 79 Cho phản ứng hạt nhân
1H 3Li 2He2He Biết khối lượng các hạt đơtêri, liti, hêli trong phản ứng trên lần lượt là 2,0136 u; 6,01702 u; 4,0015 u Coi khối lượng của nguyên tử bằng khối lượng hạt nhân của nó Năng lượng tỏa ra khi có 1 gam hêli được tạo thành theo phản ứng trên là
A 3,1.1011 J B 4,2.1010 J C 2,1.1010 J D 6,2.1011 J
Câu 80 Tổng hợp hạt nhân hêli
4
2He từ phản ứng hạt nhân
1
1H +
7
3 Li
4
2 He +
4
2 He Mỗi phản ứng trên tỏa năng lượng 17,3 MeV Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 0,5 mol hêli là
A 1,3.1024 MeV B 2,6.1024 MeV
C 5,2.1024 MeV D 2,4.1024 MeV
Vận dụng cao.
Câu 81 Biết độ hụt khối của hạt nhân 42He là m = 0,0304 u, NA = 6,02.1023/mol, 1 u = 931,5 MeV, 1 MeV = 1,6.10-13 J và khối lượng của 1 mol 42He là 4 gam Năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1 gam 42He từ các prôtôn và nơtron là
A 65,2.1010 J B 66,2.1010 J C 67,2.1010 J D 68,2.1010 J
Câu 82 Một hạt nhân có khối lượng nghỉ m0 đang đứng yên thì vỡ thành 2 mảnh có khối lượng nghỉ m01 và m02
chuyển động với tốc độ tương ứng là 0,6c và 0,8c Bỏ qua năng lượng liên kết giữa hai mảnh Tìm hệ thức đúng
A m0 = 0,8m01 + 0,6m02 B 0 01 02
1 0,8 0,6
10