Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống nhau bay ra với cùng tốc độ và theo các phương hợp với phương tới của prôtôn các góc bằng nhau là 60 0.. Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân tính theo [r]
Trang 1CHỦ ĐỀ
10
CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ HẠT NHÂN 2009 – 2017
Câu 1: (Quốc gia – 2009) Trong sự phân hạch của hạt nhân 23592U , 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
Hướng dẫn:
+ Trong sự phân hạch của hạt nhân 23592U., gọi k là hệ số nhân nơtron Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền
tự duy trì và có thể gây nên bùng nổ
Đáp án B
Câu 2: (Quốc gia – 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
Hướng dẫn:
+ Hai hạt nhân có độ hụt khối bằng nhau → có cùng năng lượng liên kết
Hạt nhân X có số nucleon lớn hơn → năng lượng liên kết riêng nhỏ hơn → kém bền vững hơn
Đáp án A
Câu 3: (Quốc gia – 2009) Hạt nào sau đây không phải là hạt sơ cấp?
A êlectron (e-) B prôtôn (p) C pôzitron (e+) D anpha ()
Hướng dẫn:
+ Hạt anpha không phải là hạt sơ cấp
Đáp án D
Câu 4: (Quốc gia – 2009) Cho phản ứng hạt nhân: 31T21D42HeX 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
Hướng dẫn:
Q m m m c 0,030382 0,009106 0,002491 931,5 17, 498 MeV
Đáp án C
Câu 5: (Quốc gia – 2009) Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã T Cứ sau một khoảng thời gian bằng bao nhiêu thì
số hạt nhân bị phân rã trong khoảng thời gian đó bằng ba lần số hạt nhân còn lại của đồng vị ấy?
Hướng dẫn:
+ Số hạt nhân bị phân rã sau khoảng thời gian t
t T
3
4
Đáp án C
Câu 6: (Quốc gia – 2009) Một chất phóng xạ ban đầu có N0 hạt nhân Sau 1 năm, còn lại một phần ba số hạt nhân ban đầu chưa phân rã Sau 1 năm nữa, số hạt nhân còn lại chưa phân rã của chất phóng xạ đó là
Trang 2A N0
0
N
0
N
0
N
6
Hướng dẫn:
+ Số hạt nhân còn lại sau khoảng thời gian 1 năm
1 T
1
3
1
2 3
Sau khoảng thời gian 2 năm số hạt nhân còn lại là
2
0
N
9
Đáp án B
Câu 7: (Quốc gia – 2010) Cho ba hạt nhân X, Y, Z có số nuclon tương ứng là AX, AY, AZ với AX = 2AY = 0,5AZ Biết năng lượng liên kết của từng hạt nhân tương ứng là EX, EY, EZ với EZ < EX < EY Sắp xếp các hạt nhân này theo thứ tự tính bền vững giảm dần là
Hướng dẫn:
+ Dễ thấy rằng hạt nhân Z có số khối lượng nhấ nhưng năng lượng liên kết lại nhỏ nhất → kém bền vững nhất
Hạt nhân Y có số khối nhỏ nhất nhưng năng lượng liên kết là lớn nhất → bền vững nhất
→ Thứ thự giảm dần của tính bền vững là Y, X, Z
Đáp án A
Câu 8: (Quốc gia – 2010) Hạt nhân 21084Po đang đứng yên thì phóng xạ , ngay sau phóng xạ đó, động năng của hạt
A lớn hơn động năng của hạt nhân con
B chỉ có thể nhỏ hơn hoặc bằng động năng của hạt nhân con
C bằng động năng của hạt nhân con
D nhỏ hơn động năng của hạt nhân con
Hướng dẫn:
Phương trình của phản ứng 210 4 206
84P 2 82X
→ Động lượng trong phản ứng hạt nhân được bảo toàn → pX = pα → p2Xp2→ 2mXKX = 2mαKα
X
1
→ Động năng của hạt α luôn lớn hơn động năng của hạt nhân con
Đáp án A
Câu 9: (Quốc gia – 2010) Dùng một proton có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân 94Be đang đứng yên Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt nhân Hạt bay ra theo phương vuông góc với phương tới của proton và có động năng 4 MeV Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này bằng
Hướng dẫn:
Phương trình phản ứng 1 9 6 4
1p4Be3X 2
+ Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân
m c D m c m c D m c D
E
+ Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho phản ứng hạt nhân
2
p
D
2m
→ 2m DX X2m D 2m Dp p
m
Năng lượng tỏa ra ΔE = DX + Dα – Dp = 2,125MeV
Trang 3 Đáp án D
Câu 10: (Quốc gia – 2010) Phóng xạ và phân hạch hạt nhân
A đều có sự hấp thụ nơtron chậm B đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng
C đều không phải là phản ứng hạt nhân D đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
Hướng dẫn:
+ Phóng xạ và phân hạch đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
Đáp án D
Câu 11: (Quốc gia – 2010) Cho khối lượng của proton, notron, 4018Ar , 63Li lần lượt là: 1,0073u ; 1,0087u; 39,9525u; 6,0145u và 1u = 931,5 MeV/c2 So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 63Li thì năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 4018Ar
A lớn hơn một lượng là 5,20 MeV B lớn hơn một lượng là 3,42 MeV
C nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV D nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV
Hướng dẫn:
+ Năng lượng liên kết của hạt nhân Li:
E 3m 6 3 m m c 3.1,0073 3.1,0087 6,0145 931,5 31, 20525MeV
+ Năng lượng liên kết của hạt nhân Ar:
E 18m 40 18 m m c 18.1,0073 22.1,0087 39,9525 931, 5 344,93445MeV
→ Ta có hiệu 344,934445 31, 20525 3, 42
Đáp án B
Câu 12: (Quốc gia – 2010) Ban đầu có N0 hạt nhân của một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có chu kỳ bán rã T Sau khoảng thời gian t = 0,5T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị phân rã của mẫu chất phóng xạ này là
A N0
0
N
0
N
Hướng dẫn:
+ Số hạt nhân còn lại trong mẫu sau khoảng thời gian t:
0
N
2
Đáp án B
Câu 13: (Quốc gia – 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 0,02u Phản ứng hạt nhân này
Hướng dẫn:
+ Phản ứng thu năng lượng Q = Δmc2 = 0,02.931,5 = 18,63 MeV
Đáp án A
Câu 14: (Quốc gia – 2011) Bắn một prôtôn vào hạt nhân 73Li đứng yên Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống nhau bay ra với cùng tốc độ và theo các phương hợp với phương tới của prôtôn các góc bằng nhau là 600 Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của nó Tỉ số giữa tốc độ của prôtôn và tốc độ của hạt nhân X là
Hướng dẫn:
Trang 4+ Hai hạt nhân X là hai hạt α
Từ giản đồ vecto, đễ thấy rằng p 0
X
cos 60
→ px = pp → p X
4
v m
Đáp án A
Câu 15: (Quốc gia – 2011) Chất phóng xạ pôlôni 21084Po phát ra tia và biến đổi thành chì 20682Pb Cho chu kì bán rã của 21084Po là 138 ngày Ban đầu (t = 0) có một mẫu pôlôni nguyên chất Tại thời điểm t1, tỉ số giữa số hạt nhân pôlôni
và số hạt nhân chì trong mẫu là 1
3 Tại thời điểm t2 = t1 + 276 ngày, tỉ số giữa số hạt nhân pôlôni và số hạt nhân chì trong mẫu là
A 1
1
1
1
25
Hướng dẫn:
+ Ta có
1
1
t T Po
t
1 2
→ 1
t T
2 0, 25→ t1 = 2T = 276 ngày
+ Tại thời điểm t2 = t1 + 276 = 4T ngày
4
Po
4
Pb
Đáp án A
Câu 16: (Quốc gia – 2011) Một hạt nhân X đứng yên, phóng xạ và biến thành hạt nhân Y Gọi m1 và m2, v1 và v2,
K1 và K2 tương ứng là khối lượng, tốc độ, động năng của hạt và hạt nhân Y Hệ thức nào sau đây là đúng ?
v m K
Hướng dẫn:
+ Động lượng của phản ứng hạt nhân được bảo toàn, do đó:
pY = pα → 1 2
v m
Mặc khác, bình phương hai vế ta có p2Yp2→ mYKY = mαKα → 2 1
m K
v m K
Đáp án C
Câu 17: (Quốc gia – 2012) Giả thiết một chất phóng xạ có hằng số phóng xạ là = 5.10-8s-1 Thời gian để số hạt nhân chất phóng xạ đó giảm đi e lần (với lne = 1) là
Hướng dẫn:
+ Hạt nhân còn lại sau khoảng thời gian t:
0
N
N N e
e
t 2.10
Đáp án D
Trang 5Câu 18: (Quốc gia – 2012) Trong các hạt nhân: 42He , 73Li , 5626Fe và 23592 U , hạt nhân bền vững nhất là
Hướng dẫn:
+ Hạt nhân bền vững nhất có số khối nằm trong khoảng thừ 50 đến 70 → Fe là bền vững nhất
Đáp án B
Câu 19: (Quốc gia – 2012) Cho phản ứng hạt nhân: 21D 21D23He01n Biết khối lượng của 21D , 32He , 10D lần lượt là mD = 2,0135u; mHe = 3,0149u; mn = 1,0087u Năng lượng tỏa ra của phản ứng trên bằng
Hướng dẫn:
Q 2m m m c 2.2,0135 3,0149 1,0087 931,5 3,1671MeV
Đáp án D
Câu 20: (Quốc gia – 2012) Cho phản ứng hạt nhân: Hạt X là
Hướng dẫn:
+ Phương trình phản ứng 11X199F42He168O
→ X là proton
Đáp án D
Câu 21: (Quốc gia – 2012) Hai hạt nhân 13T và 32He có cùng
Hướng dẫn:
+ Hai hạt nhân có cùng số nucleon là 3
Đáp án B
Câu 22: (Quốc gia – 2012) Chất phóng xạ X có chu kì bán rã T Ban đầu (t = 0), một mẫu chất phóng xạ X có số hạt
là N0 Sau khoảng thời gian t = 3T (kể từ t = 0), số hạt nhân X đã bị phân rã là
Hướng dẫn:
+ Số hạt nhân X bị phân rã sau khoảng thời gian 3T là:
3T T
N N 1 2 0,875N
Đáp án B
Câu 23: (Quốc gia – 2013) Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì có:
A năng lượng liên kết càng nhỏ B năng lượng liên kết càng lớn
C năng lượng liên kết riêng càng lớn D năng lượng liên kết riêng càng nhỏ
Hướng dẫn:
+ Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì có năng lượng liên kết càng lớn
Đáp án B
Câu 24: (Quốc gia – 2013) Một lò phản ứng phân hạch có công suất 200 MW Cho rằng toàn bộ năng lượng mà lò
phản ứng này sinh ra đều do sự phân hạch của 235U và đồng vị này chỉ bị tiêu hao bởi quá trình phân hạch Coi mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200 MeV; số Avgđrô NA = 6,02.1023 mol-1 Khối lượng 235U mà lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là :
Hướng dẫn:
+ Với công suất 200 MW thì năng lượng mà lò phản ứng tạo ra trong 1 năm là:
E = Pt = 200.106.31526000 = 6,3072.1015 W
→ Số phản ứng phân hạch tương ứng cho năng lượng trên:
15
26
E 6,3072.10
E 200.10 1,6.10
Trang 6→ Khối lượng tương ứng trong 2 năm
26 23 A
Đáp án C
Câu 25: (Quốc gia – 2013) Dùng một hạt có động năng 7,7 MeV bắn vào hạt nhân147N đang đứng yên gây ra phản
7N 1p 8O
Hạt prôtôn bay ra theo phương vuông góc với phương bay tới của hạt Cho khối lượng các hạt nhân: m = 4,0015u; mP = 1,0073u; mN14 = 13,9992u; mO17 = 16,9947u Biết 1u = 931,5 MeV/c2 Động năng của hạt nhân 178O là
Hướng dẫn:
Phương trình phản ứng 4 14 1 17
2 7N1p 8O + Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân
m c Km c m c K m c K
E
→ KO + Kp = 6,49 MeV
+ Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho phản ứng hạt nhân
2
p
K
2m
→ 2m KO O2m K 2m Kp p
17
+ Từ hai phương trình trên, ta tìm được KO = 2,07 MeV
Đáp án A
Câu 26: (Quốc gia – 2013) Hiện nay urani tự nhiên chứa hai đồng vị phóng xạ 235U và 238U , với tỷ lệ số hạt 235U và
số hạt238U là 7
1000 Biết chu kì bán rã của
235
U và 238U lần lượt là 7,00.108 năm và 4,50.109 năm Cách đây bao nhiêu năm, urani tự nhiên có tỷ lệ số hạt 235
U và số hạt238U là 3
100?
Hướng dẫn:
+ Gọi N1 và N2 lần lượt là số hạt nhân 235U và 238U ở thời điểm cách chúng ta t tỉ năm thõa mãn: 1
2
N 100 Nếu ta chọn N2 = 1 thì N1 = 0,03
→ Tỉ số hạt nhân hiện nay
2
0,03
Đáp án C
Câu 27: (Quốc gia – 2013) Cho khối lượng của hạt prôtôn, nơtrôn và hạt nhân đơteri 21D lần lượt là 1,0073u; 1,0087u và 2,0136u Biết 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết của hạt nhân 2
1D là:
Hướng dẫn:
+ Năng lượng liên kết của hạt nhân D:
E 1m 2 1 m m c 1,0087 1,0073 2,0126 931,5 2, 24MeV
Đáp án A
Trang 7Câu 28: (Quốc gia – 2013) Ban đầu một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có N0 hạt nhân Biết chu kì bán rã của chất phóng xạ này là T Sau thời gian 4T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa phân rã của mẫu chất phóng xạ này là
A 15N0
1 N
1 N
1 N 8
Hướng dẫn:
+ Số hạt nhân còn lại sau khoảng thời gian t:
0
N
16
Đáp án B
Câu 29: (Quốc gia – 2014) Bắn hạt α vào hạt nhân nguyên tử nhôm đang đứng yên gây ra phản ứng:
2He 13Al15P 0n Biết phản ứng thu năng lượng là 2,70 MeV; giả sử hai hạt tạo thành bay ra với cùng vận tốc
và phản ứng không kèm bức xạ γ Lấy khối lượng của các hạt tính theo đơn vị u có giá trị bằng số khối của chúng Động năng của hạt α là
Hướng dẫn:
+ Hai hạt nhân bay ra với cùng vận tốc → cùng hướng và cùng độ lớn
Mặc khác trong phản ứng hạt nhân thì động lượng được bảo toàn, do đó hai hạt nhân con phải bay cùng hướng với hạt nhân mẹ
+ Với p = mv → n n
→ pP = mPpn = 30pn → pα = 31pn
→ Bình phương hai vế → mαKα = 961mnKn → Kn 4 K 4 K
961.1 961
Tương tự như thế, ta cũng có được
2
P
K
+ Năng lượng phản ứng thu vào Kα – Kn – KP = ΔE → 27K 2,7
31 MeV → Kα = 3,1 MeV
Đáp án B
Câu 30: (Quốc gia – 2014) Trong phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn
Hướng dẫn:
+ Trong phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn số notron
Đáp án D
Câu 31: (Quốc gia – 2014) Tia α
A Có vận tốc bằng vận tốc ánh sáng trong chân không
B Là dòng các hạt nhân42He
C Không bị lệch khi đi qua điện trường và từ trường
D Là dòng các hạt nhân nguyên tử hiđrô
Hướng dẫn:
+ Tia α là dòng các hạt nhân42He
Đáp án B
Câu 32: (Quốc gia – 2015) Hạt nhân 146C và hạt nhân 147N có cùng
Hướng dẫn:
+ Hai hạt nhân có cùng số nucleon
Đáp án B
Câu 33: (Quốc gia – 2015) Cho khối lượng hạt nhân 10747Ag là 106,8783u, của nơtron là 1,0087u và của proton là 1,0073u Độ hụt khối của hạt nhân 107
47Ag là:
Trang 8A 0,9868u B 0,6986u C 0,6868u D 0,9686u
Hướng dẫn:
+ Độ hụt khối của hạt nhân:
Δm = Zmp + (A – Z)mn – mAg = 47.1,0073 + 60.1,0087 – 106,8783 = 0,9868u
Đáp án A
Câu 34: (Quốc gia – 2015) Đồng vị phóng xạ 21084Po phân rã α, biến thành động vị bền 20682Po với chu kì bán rã 138 ngày Ban đầu có một mẫu 210
84Po tinh khiết Đến thời điểm t, tổng số hạt nhân α và hạt nhân 20682Po (được tạo ra) gấp 14 lần số hạt nhân 21084Po còn lại Giá trị t bằng:
Hướng dẫn:
+ Cứ mỗi phân ra cho ra một hạt nhân 20682Po thì đồng thời kèm theo một hạt α
→
t
138
t
138
2 1 2
14 2
→ t = 414 ngày
Đáp án A
Câu 35: (Quốc gia – 2015) Bắn hạt proton có động năng 5,5 MeV vào hạt nhân 73Li đang đứng yên, gây ra phản ứng hạt nhân p73Li 2 Giả sử phản ứng không kèm theo phóng xạ γ, hai hạt α có cùng động năng và bay theo hai hướng tạo với nhau góc 1600
Coi khối lượng của mỗi hạt tính theo đơn vị u gần đúng bằng số khối của nó Năng lượng mà phản ứng tỏa ra là:
Hướng dẫn:
+ Vì tính đối xứng, hai hạt nhân có cùng động năng do đó vận tốc của chúng phải đối xứng qua vecto vận tốc của hạt proton
cos80
p → pp ≈ 0,3473pα
+ Bình phương hai vế, ta thu được mpKp = 0,1206mαKα → K m Kp p 1.5,5 11, 4
0,1206m 0,1206.4
→ Năng lượng mà phản ứng tỏa ra ΔE = 2Kα – Kp = 17,3 MeV
Đáp án C
Câu 36: (Quốc gia – 2016) Cho phản ứng hạt nhân 21H21H42He Đây là
Hướng dẫn:
+ Đây là phản ứng nhiệt hạch
Đáp án C
Câu 37: (Quốc gia – 2016) Khi bắn phá hạt nhân 147N bằng hạt α, người ta thu được một hạt proton và một hạt nhân
X Hạt nhân X là:
Hướng dẫn:
+ Phương trình phản ứng 4 14 1 17
2 7N1p 8X
Đáp án B
Câu 38: (Quốc gia – 2016) Người ta dùng hạt proton có động năng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân 73Li đứng yên, sau phản ứng thu được hai hạt giống nhau có cùng động năng Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ γ Biết năng lượng tỏa ra của phản ứng là 17,4 MeV Động năng của mỗi hạt sinh ra bằng
Trang 9Hướng dẫn:
Năng lượng mà phản ứng tỏa ra Q = 2KX – Kp
X
Q K 17, 4 1,6
Đáp án B
Câu 39: (Quốc gia -2016) Giả sử ở một ngôi sao, sau khi chuyển hóa toàn bộ hạt nhân hidro thành hạt nhân 42He thì ngôi sao lúc này chỉ có 42He và khối lượng 4,6.1032 kg Tiếp theo đó, 42He chuyển hóa thành hạt nhân 126C thông qua quá trình tổng hợp 42He42He 42He126C 7, 27 MeV Coi toàn bộ năng lượng tỏa ra từ quá trình tổng hợp này đều được phát ra với công suất trung bình là 5,3.1030
W Cho biết 1 năm bằng 365,25 ngày, khối lượng mol của He là 4 g/mol, số Avogadro NA = 6,023.1023 mol-1, 1eV = 1,6.10-19 J Thời gian để chuyển hóa hết 4
2He ở ngôi sao này thành
12
6C vào khoảng
A 481,5 triệu năm B 481,5 nghìn năm C 160,5 nghìn năm D 160,5 triệu năm
Hướng dẫn:
+ Số hạt nhân 42He ở ngôi sau lúc đầu:
32 3
A
m 4,6.10 10
Cứ tổng hợp 3 hạt nhân 42He thì năng lượng tỏa ra là 7,27 MeV
→ Năng lượng tỏa ra từ việc tổng hợp hết số hạt nhân trên là :
46
n
3
→ Thời gian để chuyển hóa hết ngôi sao này : E 15
t 5,06.10 s 160341724,3 P
Đáp án D
Câu 40: (Quốc gia – 2017) Tia α là dòng các hạt nhân
Hướng dẫn :
+ Tia α là dòng các hạt nhân 42H
Đáp án C
Câu 41: (Quốc gia – 2017) Cho phản ứng hạt nhân: 42He147N11HX, số prôtôn và nơtron của hạt nhân X lần lượt là
Hướng dẫn :
+ Phương trình phản ứng 4 14 1 17
2He 7N1H 8X
→ Hạt nhân X có 8 proton và 9 notron
Đáp án A
Câu 42: (Quốc gia – 2017) 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 lu = 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?
Hướng dẫn:
+ Để phản ứng trên có thể xảy ra thì năng lượng bức xạ γ tối thiểu là
3m m 931,5c 6,99
Đáp án A
Câu 43: (Quốc gia – 2017) 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 23592U phân hạch hết là
Trang 10A 9,6.10 J B 10,3.10 J C 16,4.10 J D 16,4.10 J
Hướng dẫn:
+ Năng lượng tỏa ra khi phân hạch hết 1 kg Urani
A
Q N E N E 6,023.10 200.10 1,6.10 1,64.10
Đáp án A
Câu 44: (Quốc gia – 2017) 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
Hướng dẫn:
+ Năng lượng phản ứng tỏa ra
E m m c 37,9638 37,9656 uc 37,9638 37,9656 931,5 1,68
→ Phản ứng thu năng lượng 1,68 MeV
Đáp án B
Câu 45: (Quốc gia – 2017) Rađi 22688 Ra là nguyên tố phóng xạ α Một hạt nhân 22688 Ra đang đứng yên phóng xạ 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 gama Năng lượng tỏa ra trong phân rã này là
A 271 MeV B 4,72 MeV C 4,89 Mev D 269 MeV
Hướng dẫn :
+ Quá trình phóng xạ tuân theo định luật bảo toàn động lượng → pα = pX
Bình phương hai vế → mαKα = mXKX → X
X
m K K
m
+ Năng lượng phản ứng tỏa ra X
X
Đáp án C
Câu 46: (Quốc gia – 2017) Giả sử một nhà máy điện hạt nhân dùng nhiên liệu urani 92235U 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 23592 U phân hạch thì tỏa ra năng lượng là 3,2.10-11 J Lấy NA = 6,02.1023 mol-1 và khối lượng mol của 23592 U là 235 g/mol Nếu nhà máy hoạt động liên tục thì lượng urani 92235U mà nhà máy cần dùng trong 365 ngày là
A 1352,5 kg B 962 kg C 1121 kg D 1421 kg
Hướng dẫn :
+ Năng lượng mà nhà máy này tạo ra trong 365 ngày :
E = Pt = 500.106.31526000 = 1,5768.1016 J
→Với hiệu suất 20% thì năng lượng mà nhà máy cần nhận từ phản ứng phân hạch là E0 = 1,2E = 7,869.1016 J
+ Số phản ứng tương ứng :
16
27 0
11
E 7,869.10
E 3, 2.10
+ Khối lượng U cần sử dụng :
A
n
n
Đáp án B
Câu 47: (Quốc gia – 2017) Cho rằng khi một hạt nhân urani 23592U phân hạch thì tỏa ra năng lượng trung bình là 200 MeV Lấy NA6,023.10 mol23 1, khối lượng mol của urani 23592U là 235 gam/mol Năng lượng tỏa ra khi phân hạch hết 1 kg urani 23592U là
A 51,2.1026 MeV B 5,12.1026 MeV C 25,6.1026 MeV D 2,56.1026 MeV
Hướng dẫn:
Số hạt nhân Urani có trong 1 kg:
3
A