A. DẠNG 7: ĐỘNG NĂNG VÀ VẬN TỐC CỦA CÁC HẠT TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN. a) Khi biết khối lượng đầy đủ của các chất tham gia phản ứng. Chú ý : dấu của Q là toả năng lượng hay thu năng lượn[r]
Trang 1GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573
CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ HẠT NHÂN
DẠNG 1: TÌM SỐ NƠTRON, PROTƠN, SỐ KHỐI:
+ Khối lượng, năng lượng của vật (hạt) chuyển động với vận tốc lớn:
Khối lượng động: m =
2 2 0
1
c v
m
Năng lượng tồn phần: E = mc2 =
2 2 0
1
c v
m
c2
Năng lượng nghĩ: E0 = m0c2
Động năng Wđ = E – E0 = mc2 – m0c2 =
2 2 0
1
c v
m
c2 – m0c2
+Hạt nhân Z A X Có A nuclon ; Z prôtôn ; N = (A – Z) nơtrôn
Câu 1.Trong hạt nhân nguyên tử 21084 p o cĩ
Câu 2.Trong hạt nhân nguyên tử 14C
6 cĩ
A 14 prơtơn và 6 nơtrơn B 6 prơtơn và 14 nơtrơn
Câu 3.Các nuclơn trong hạt nhân nguyên tử 2311Na gồm
A 11 prơtơn B 11 prơtơn và 12 nơtrơn C 12 nơtrơn D 12 prơtơn và 11 nơtrơn
Câu 4 (CĐ 2011) Một hạt đang chuyển động với tốc độ bằng 0,8 lần tốc độ ánh sáng trong chân khơng Theo
thuyết tương đối hẹp, động năng Wđ của hạt và năng lượng nghĩ E0 của nĩ liên hệ với nhau bởi hệ thức
A Wđ =
2
3E0
B Wđ =
15
8E0
C Wđ =
3
2E0
D Wđ =
8
15E0
Câu 5 (CĐ 2012) : Biết động năng tương đối tính của một hạt bằng năng lượng nghỉ của nĩ Tốc độ của hạt này
(tính theo tốc độ ánh sáng trong chân khơng c) bằng
A 1
2
3
3
4 c
Câu 6 (ĐH 2009) Một vật cĩ khối lượng nghĩ 60 kg chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ của ánh sáng
trong chân khơng) thì khối lượng tương đối tính của nĩ là
A 100 kg B 80 kg C 75 kg D 60 kg
Câu 7(ĐH 2010) Một hạt cĩ khối lượng nghỉ m0 Theo thuyết tương đối, động năng của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân khơng) là
A 1,25m0c2 B 0,36m0c2 C 0,25m0c2 D 0,225m0c2
Câu 8(ĐH 2011) Theo thuyết tương đối, một electron cĩ động năng bằng một nữa năng lượng nghĩ của nĩ thì
electron này chuyển động với tốc độ bằng
A 2,41.108 m/s B 1,67.108 m/s
C 2,24.108 m/s D 2,75.108 m/s
Câu 9Cho 1u = 1,66055.10-27 kg; c = 3.108 m/s; 1 eV = 1,6.10-19 J Hạt prơtơn cĩ khối lượng mp = 1,007276 u, thì cĩ năng lượng nghỉ là
Trang 2GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573
A 940,86 MeV B 980,48 MeV
C 9,804 MeV D 94,08 MeV
Câu 10 Một electron được gia tốc đến vận tốc v = 0,5c thì năng lượng sẽ tăng bao nhiêu % so với năng lượng
nghĩ?
Câu 11 Một hạt sơ cấp cĩ động năng lớn gấp 3 lần năng lượng nghĩ của nĩ Tốc độ của hạt đĩ là
A 15
1
13
5
3 c
DẠNG 2: TÌM SỐ NGUYÊN TỬ TRONG m gam CHẤT
Số hạt trong m gam chất đơn nguyên tử:
A
A
m
Lưu ý: NA=6,022.1023hạt/mol
Khi đĩ : 1 hạt hạt nhân X cĩ Z hạt p và (A – Z ) hạt n Do đĩ trong N hạt hạt nhân X cĩ : N.Z : hạt proton và (A-Z) N : hạt notron
Câu 1 Tìm số nguyên tử trong 5,67gam chất 4
2He
Câu 2 Tìm số Proton và số nơtron trong 2 gam chất 4
2He
Câu 3 Tìm số nguyên tử trong 5,67gam chất 12
6C
Câu 4 Tìm số Proton và số nơtron trong 2 gam chất 14
7N
Câu 5 Tính số nguyên tử trong 1 gam khí O2 Cho NA = 6,022.1023/mol; O = 16
A 376.1020 B 736.1030 C 637.1020 D 367.1030
Câu 6: Biết số Avơgađrơ là 6,02.10 23 mol-1, khối lượng mol của hạt nhân urani 23892U là 238 gam / mol Số nơtron trong 119 gam urani 23892Ulà :
A 2 , 2 1025 hạt B.1,2.1025 hạt C 8 , 8 10 25 hạt D 25
10 4 ,
Câu 7 Cho số Avơgađrơ là 6,02.10 23 mol-1 Số hạt nhân nguyên tử cĩ trong 100 g Iốt 131
52I là :
A 3,952.1023 hạt B 4,595.1023 hạt C.4.952.1023 hạt D.5,925.1023 hạt
DẠNG 3: ĐỊNH LUẬT PHĨNG XẠ
Định luật phóng xạ:
N = No T
t
2 = No e- t ; với =
T T
693 , 0 2 ln
m = mo T
t
2 = moe- t
T
t O
t T
t
N e N
N
1 1 2
1 1
; 1 2
) 1 ( ) 2 1
0
t T
t
e N N
Trang 3GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573
Câu 1.Một chất phĩng xạ sau 10 ngày đêm giảm đi 3/4 khối lượng ban đầu Chu kì bán rã của chất này là
Câu 2 Chất phĩng xạ cĩ chu kì bán rã 8 ngày đêm, khối lượng ban đầu 100g Sau 32 ngày đêm khối lượng chất phĩng xạ cịn lại là
Câu 3.Chất phĩng xạ cĩ chu kì bán rã 138 ngày đêm, khối lượng ban đầu 200g Sau 276 ngày đêm khối lượng chất phĩng xạ cịn lại là
Câu 4.Ban đầu cĩ 128g plutoni, sau 432 năm chỉ cịn 4g Chu kì bán rã của plutoni là
A 68,4 năm B 86,4 năm C 108 năm D giá trị khác
Câu 5 Côban 60
27Co là chất phóng xạ với chu kì bán rã
3
16năm Nếu lúc đầu có 1kg chất phóng xạ này thì sau 16 năm khối lượng 60
27Co bị phân rã là:
Câu 6 Chu kì bán rã của radon là T = 3,8 ngày Hằng số phóng xạ của radon là
A 5,0669.10-5s-1 B 2,112.10-6s-1 C 2,1112.10-5s-1 D Một kết quả khác
Câu7: Chất Iốt phĩng xạ 13153I dùng trong y tế cĩ chu kỳ bán rã 8 ngày đêm Nếu nhận được 100g chất này thì sau 8 tuần lễ cịn bao nhiêu?
Câu 8:Một lượng chất phĩng xạ cĩ khối lượng ban đầu là m0 Sau 5 chu kì bán rã khối lượng chất phĩng xạ cịn lại là bao nhiêu?
Câu 9 : Một chất phĩng xạ cĩ chu kỳ bán rã là 3,8 ngày Sau thời gian 11,4 ngày thì độ phĩng xạ (hoạt độ phĩng
xạ) của lượng chất phĩng xạ cịn lại bằng bao nhiêu phần trăm so với độ phĩng xạ của lượng chất phĩng xạ ban đầu?
Câu 10 : Một chất phĩng xạ ban đầu cĩ N
0 hạt nhân Sau 1 năm, cịn lại một phần ba số hạt nhân ban đầu chưa phân rã Sau 1 năm nữa, số hạt nhân cịn lại chưa phân rã của chất phĩng xạ đĩ là
A N0 /6 B N0 /16 C N0 /9 D N0 /4
Câu 11:Tính số hạt nhân bị phân rã sau 1s trong 1g Rađi 226Ra Cho biết chu kỳ bán rã của 226Ra là 1580 năm Số Avơgađrơ là NA = 6,02.1023 mol-1
A) 3,55.1010 hạt B) 3,40.1010 hạt C) 3,75.1010
hạt D).3,70.1010 hạt
Câu 12: Đồng vị phóng xạ Côban 60
27Co phát ra tia β─ và α với chu kỳ bán rã T = 71,3 ngày Trong 365 ngày, phần trăm chất Côban này bị phân rã bằng
Trang 4GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573
Câu 13a: Một chất phóng xạ có chu kì bán ra T Sau thời gian t = 3T kể từ thời điển ban đầu, tỉ số giữa số hạt
nhân bị phân rã thành hạt nhân của nguyên tố khác với số hạt nhân của chất phóng xạ còn lại
Câu 13b : Ban đầu có một lượng chất phóng xạ X nguyên chất, có chu kì bán rã là T Sau thời gian t = 2T kể từ
thời điểm ban đầu, tỉ số giữa số hạt nhân chất phóng xạ X phân rã thành hạt nhân của nguyên tố khác và số hạt nhân chất phóng xạ X còn lại là
Câu 14 : Một lượng chất phóng xạ sau 12 năm thì còn lại 1/16 khối lượng ban đầu của nó Chu kì bán rã của
chất đó là
Câu 15: Sau khoảng thời gian 1 ngày đêm 87,5% khối lượng ban đầu của một chất phóng xạ bị phân rã thành
chất khác Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là
A 12 giờ B 8 giờ C 6 giờ D 4 giờ
Câu 16: Ban đầu có N0 hạt nhân của một chất phóng xạ Giả sử sau 4 giờ, tính từ lúc ban đầu, có 75% số hạt nhân N0 bị phân rã Chu kì bán rã của chất đó là
Câu 17: 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
Câu 18: 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?
Câu 19: 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 ¼ khối lượng ban đầu Thời gian từ lúc nhận mẫu về tới lúc đem ra
sử dụng
Câu 20 (TN 2011) Ban đầu có N0 hạt nhân của một đồng vị phóng xạ Sau 9 giờ kể từ thời điểm ban đầu, có 87,5% số hạt nhân của đồng vị này đã bị phân rã Chu kì bán rã của đồng vị này là
A 24 giờ B 3 giờ C 30 giờ D 47 giờ
Câu 21(CĐ 2009) Gọi là khoảng thời gian để số hạt nhân của một đồng vị phóng xạ giảm đi bốn lần Sau thời gian 2 số hạt nhân còn lại của đồng vị đó bằng bao nhiêu phần trăm số hạt nhân ban đầu?
A 25,25% B 93,75% C 6,25% D 13,5%
Câu 22(CĐ 2010) Ban đầu (t = 0) có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất Ở thời điểm t1 mẫu chất phóng xạ
X còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã Đến thời điểm t2 = t1 + 100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã chỉ còn 5% so với số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là
A 50 s B 25 s C 400 s D 200 s
Câu 23(CĐ 2011) Trong khoảng thời gian 4h có 75% số hạt nhân ban đầu của một đồng vị phóng xạ bị phân
rã Chu kì bán rã của đồng vị đó là
Câu 24(CĐ 2012) Giả thiết một chất phóng xạ có hằng số phóng xạ là = 5.10-8 s-1 Thời gian để số hạt nhân chất phóng xạ đó giảm đi e lần (với lne = 1) là
A 5.108 s B 5.107 s C 2.108 s D 2.107 s
Câu 25(CĐ 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 lúc t = 0), số hạt nhân X đã bị phân rã là
A 0,25N0 B 0,875N0 C 0,75N0 D 0,125N0
Câu 26 (ĐH 2010) Ban đầu có N0 hạt nhân của một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có chu kì 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
Trang 5GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573
A
2
0
N
2
0
N
C
4
0
N
D N0 2
Câu 27 (ĐH 2011) Chất phĩng xạ pơlơni 210
84Po phát ra tia và biến đổi thành chì 206
82Pb Cho chu kì bán rã của 210
84Po là 138 ngày đêm Ban đầu (t = 0) cĩ một mẫu pơlơni nguyên chất Tại thời điểm t1, tỉ số giữa số hạt nhân pơlơni và số hạt nhân chì trong mẫu là 1
3 Tại thời điểm t2 = t1 + 276 ngày, tỉ số giữa số hạt nhân pơlơni và số hạt nhân chì trong mẫu là
A 1
1
1
1
25
Câu 28(ĐH 2012) Hạt nhân urani 23892U sau một chuỗi phân rã, biến đổi thành hạt nhân chì 20682Pb Trong quá trình đĩ, chu kì bán rã của 238
92U biến đổi thành hạt nhân chì là 4,47.109 năm Một khối đá được phát hiện cĩ chứa 1,188.1020
hạt nhân 23892U và 6,239.1018 hạt nhân 20682Pb Giả sử khối đá lúc mới hình thành khơng chứa chì
và tất cả lượng chì cĩ mặt trong đĩ đều là sản phẩm phân rã của 238
92U Tuổi của khối đá khi được phát hiện là
A 3,3.108 năm B 6,3.109 năm C 3,5.107 năm D 2,5.106 năm
DẠNG 4: HỒN THÀNH PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
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
Một vài loại hạt phĩng xạ và đặc trưng về điện tích, số khối của chúng :
hạt α ≡ 42He , hạt nơtron ≡ 1
0n , hạt proton ≡ 1
1p , tia β─ ≡ 01e , tia β+
≡ .01e , tia γ cĩ bản chất là sĩng điện từ Câu 1.Phương trình phĩng xạ : 3717Cl AZXn3718Ar Trong đĩ Z, A là
Câu 2 Hãy cho biết x và y là các nguyên tố gì trong các phương trình phản ứng hạt nhân sau đây
n x Be
9
y O F
p 199 168
A x : 146C ; y : 11H B x : 126C ; y : 42He
C x : 146C ; y : 42He D x : 105B ; y : 73Li
Câu 3 Từ hạt nhân 22688Ra phĩng ra 3 hạt α và một β- trong một chuỗi phĩng xạ liên tiếp, khi đĩ hạt nhân tạo thành là
A 22484X B 21483X C 21884X D 22482X
Câu 4.23892Usau một số lần phân rã α và β
biến thành hạt nhân bền là 20682Pb Hỏi quá trình này đã phải trải qua bao nhiêu lần phân rã α và β
?
a 6 lần phân rã α và 8 lần phân rã β-
b 8 lần phân rã α và 6 lần phân rã β-
Trang 6GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573
c 32 lần phân rã α và 10 lần phân rã β-
d 10 lần phân rã α và 32 lần phân rã β-
Câu 5.Hạt nhân poloni 21084Po phân rã cho hạt nhân con là chì 20682Pb Đã cĩ sự phĩng xạ tia
Câu 6 : Tìm hạt nhân X trong phản ứng hạt nhân sau : 105Bo + X → α + 8
4Be
A 31T B 21D C 01n D.11p
Câu 7 Trong phản ứng sau đây : n + 23592U → 95
42Mo + 13957La + 2X + 7β–
; hạt X là
A Electron B Proton C Hêli D Nơtron
Câu 8 Hạt nhân 2411Na phân rã β– và biến thành hạt nhân X Số khối A và nguyên tử số Z cĩ giá trị
A A = 24 ; Z =10 B A = 23 ; Z = 12 C A = 24 ; Z =12 D A = 24 ; Z = 11 \
Câu 9 Urani 238 sau một loạt phóng xạ α và biến thành chì Phương trình của phản ứng là:
238
92U → 206
82Pb + x 4
2He + y 0
1
β– y có giá trị là :
Câu 10 Sau bao nhiêu lần phĩng xạ α và bao nhiêu lần phĩng xạ β– thì hạt nhân 23290Th biến đổi thành hạt nhân
208
82Pb ?
A 4 lần phĩng xạ α ; 6 lần phĩng xạ β– B 6 lần phĩng xạ α ; 8 lần phĩng xạ β–
C 8 lần phĩng xạ ; 6 lần phĩng xạ β– D 6 lần phĩng xạ α ; 4 lần phĩng xạ β–
DẠNG 5: NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT RIÊNG CỦA HẠT NHÂN
Năng lượng nghĩ: E = mc2 Độ hụt khối của hạt nhân: m = Zmp + (A – Z)mn – mhn
Năng lượng liên kết : Wlk = mc2 = [Zmp + (A – Z)mn – mX].c2
Năng lượng liên kết riêng: =
A
W lk , năng lượng liên kết riêng càng lớn hạt nhân càng bền
mp =1,0073u: Khối lượng prôtôn
mn = 1,0087u: Khối lượng nơtron
m: Khối lượng hạt nhân
1u = 931,5 2
C
1MeV 1, 6.10 ( );1J MeV 10 eV
Câu 1 Tính năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân 147N,2656Fe,23892U,21D
u m
u m
u m
u m
u m
u
m N 13,9992 , D 2,0136 , Fe 55,9207 , n 1,0087 , U 238,0002 , p 1,0073
Câu 2 Cần tốn bao nhiêu năng lượng đẻ tách
a) Một hạt 24Hethành nơtron và prroton tự do biết mHe=4,0028u
Trang 7GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573
b) 1g 24He thành nơtron và prroton tự do
Câu 3.Cho phản ứng hạt nhân sau : 21H 21H42He01n3,25MeV Biết độ hụt khối của 21H là ∆mD = 0,0024
u và 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết của hạt nhân 42He là
Câu 4 Một khối lượng prôtôn là mp = 1,0073u ; khối lượng nơtrôn là mn = 1,0087u ; khối lượng hạt α là mα = 4,0015u ; 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng của 42He là
Câu 5 Khối lượng của hạt nhân 104Be là 10,0113 (u), khối lượng của nơtrôn là mn = 1,0086 (u) khối lượng prôtôn là mp = 1,0072 (u) và 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết hạt nhân 104Be là
A 64,332 (MeV) B 6,4332 (MeV) C 0,64332 (MeV) D 6,4332 (KeV)
Câu 6 : Hạt nhân 104Becó khối lượng 10,0135u Khối lượng của nơtrôn (nơtron) mn = 1,0087u, khối lượng của prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 10 là 104Be:
A 0,6321 MeV B 63,2152 MeV C 6,3215 MeV D 632,1531 MeV
Câu 7 Tính năng lượng liên kết hạt nhân Đơtêri 21D? Cho mp = 1,0073u, mn = 1,0087u, mD = 2,0136u; 1u = 931 MeV/c2
A) 2,431 MeV B) 1,122 MeV C) 1,243 MeV D)2,234MeV
Câu 8.: Cho biết mα = 4,0015u; m O 15 , 999u; m p 1 , 007276u, m n 1,008667u Hãy sắp xếp các hạt nhân
He
4
2 , 126C, 168O theo thứ tự tăng dần độ bền vững :Câu trả lời đúng là:
A 126C,24He,168O B 126C, 168O, 24He, C 24He, 126C, 168O D 24He,168O,126C
Câu 9(ĐH 2010) Cho khối lượng của prôtôn; nơtron; 4018Ar ; của 63Li lần lượt là: 1,0073 u; 1,0087 u; 39,9525 u; 6,0145 u; 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
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
Câu 10(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
A Y, X, Z B Y, Z, X C X, Y, Z D Z, X, Y
Câu 11 (ĐH 2012) Các hạt nhân đơteri 21H ; triti 13H , heli 24He có năng lượng liên kết lần lượt là 2,22 MeV; 8,49 MeV và 28,16 MeV Các hạt nhân trên được sắp xếp theo thứ tự giảm dần về độ bền vững của hạt nhân là
A 12H ; 24He; 13H B 12H ; 13H ; 24He
C 24He; 13H;12H D 13H ; 24He; 21H
DẠNG 6: PHẢN ỨNG TỎA HAY THU NĂNG LƯỢNG
Trang 8GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573
Trong phản ứng hạt nhân a + b c + d ta có
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
Câu 1.Cho khối lượng các hạt nhân : mAl = 26,974u ; mα = 4,0015u ; mp = 29,970u ; mn = 1,0087u và 1u = 931,5 MeV/c2 Phản ứng : Al 30 n
15 27
13 P sẽ tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng ?
A Phản ứng tỏa năng lượng = 2,98MeV
B Phản ứng tỏa năng lượng = 2,98 J
C Phản ứng thu năng lượng = 2,98MeV
D Phản ứng thu năng lượng = 2,98 J
Câu 2 :Thực hiện phản ứng hạt nhân sau : 2311Na + 21D → 4
2He + 2010Ne Biết mNa = 22,9327 u ; mHe = 4,0015 u ; mNe = 19,9870 u ; mD = 1,0073 u Phản úng trên toả hay thu một năng lượng bằng bao nhiêu J ?
A.thu 2,2375 MeV B toả 2,3275 MeV C.thu 2,3275 MeV D toả 2,2375 MeV
Câu 3: Cho phản ứng hạt nhân sau: 21D 12D 31T 11p Biết khối lượng các hạt nhân 12H là
/ 931 1
0073 , 1
; 016 , 3
; 0163
,
A 1,8 MeV B 2,6 MeV C 3,6 MeV D 8,7 MeV
Câu 4: Cho phản ứng hạt nhân sau: 1123NaX 24He 1020Ne
/ 931 10
66 , 1 1
; 0073 , 1
; 9870 , 19
; 0015 , 4
; 9837
,
Phản ứng trên
C toả năng lượng 3,728.10-15
J Câu 5: Cho phản ứng hạt nhân sau: 12D 31T 24He 01n Biết độ hụt khối khi tạo thành các hạt nhân
He
và
T
D 31 24
2
:m D 0,0024u;m T 0,0087u;m He 0,0395u;u931MeV/c2 Năng lượng toả ra của phản ứng
Câu 6: Tìm năng lượng toả ra khi một hạt nhân U234 phĩng xạ tia tạo thành đồng vị Th230 Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt là 7,10 MeV; của U234 là 7,63 MeV; của Th230 là 7,70 MeV
A 13,98 eV B 13,98 MeV C 42,82 MeV D 42,82 MeV
Câu 7: Biết khối lượng của các hạt nhân m C 12,000u;m 4,0015u;m p 1,0073u;m n1,0087u và
2
/ 931
1u Mev c Năng lượng cần thiết tối thiểu để chia hạt nhân 126C thành ba hạt theo đơn vị Jun là
A 6,7.10-13 J B 6,7.10-15 J C 6,7.10-17 J D 6,7.10-19 J
Câu 8: (CĐ 2010) Dùng hạt prơtơn cĩ động năng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân liti (37Li) đứng yên Giả sử sau phản ứng thu được hai hạt giống nhau cĩ cùng động năng và khơng kèm theo tia Biết năng lượng tỏa ra của phản ứng là 17,4 MeV Động năng của mỗi hạt sinh ra là
A 19,0 MeV B 15,8 MeV C 9,5 MeV D 7,9 MeV
Câu 9(CĐ 2010) Cho phản ứng hạt nhân :
1H1H2He0n17, 6MeV Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 gam khí hêli xấp xỉ bằng
A 4,24.108J B 4,24.105J C 5,03.1011J D 4,24.1011J
Trang 9GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573
Câu 10(CĐ 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
A 5,92 MeV B 2,96 MeV C 29,60 MeV D 59,20 MeV
Câu 11(CĐ 2011) Cho phản ứng hạt nhân 2 6 4 4
1H3Li2He2He 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 g 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 12(ĐH 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 là
A 15,017 MeV B 200,025 MeV C 17,498 MeV D 21,076 MeV
DẠNG 7: ĐỘNG NĂNG VÀ VẬN TỐC CỦA CÁC HẠT TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
- Xét phản ứng hạt nhân : A + B → C + D
a) Khi biết khối lượng đầy đủ của các chất tham gia phản ứng
- Ta sẽ áp dụng định luật bảo toàn năng lượng :
M0c2+ WA +WB = Mc2 + WC +WD
Q + WA +WB = WC +WD
Chú ý : dấu của Q là toả năng lượng hay thu năng lượng để khỏi bị nhầm lúc làm toán
b) Khi biết khối lượng không đầy đủ và một vài điều kiện về động năng và vận tốc của hạt nhân
- Ta sẽ áp dụng định luật bảo toàn động lượng :
Chú ý : p mv 2 2m.W
2
Ví dụ 1 hạt α bắn vào hạt nhân Al đứng yên gây ra phản ứng : α + 27
13Al → 30
15P + n phản ứng này thu năng lượng Q= 2,7 MeV Biết hai hạt sinh ra có cùng vận tốc, tính động năng của hạt α ( coi khối lượng hạt nhân bằng số khối của chúng)
A 1,3 MeV B 13 MeV C 3,1 MeV D 31 MeV
Giải
- Ta có
n
P n
p
m
m K
K
=30 Kp = 30 Kn
Mà Q = Kα ─ Kp ─ Kn = Kα ─ 31 K n (1)
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: mα .vα = ( mp + mn)v 2 mα Kα = 2( mp + mn)( Kp +Kn)
Trang 10GV: TRỊNH MINH HẢI 0906266573
4 Kα = 31( Kp + Kn)= 961 Kn Kn=
961
4K
Thay vào (1) ta có Q =
31
27K
Kα = Q 2 , 7 3 , 1MeV
27
31 27
31
Chọn đáp án C
Ví dụ 2: người ta dùng hạt prôtôn có động năng Wp= 2,69 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên thu được 2 hạt
α có cùng động năng cho mp = 1,,0073u; mLi = 7,0144u; m α =4,0015u ; 1u = 931 MeV/c2 tính động năng và vận tốc của mổi hạt α tạo thành?
A 9,755 MeV ; 3,2.107m/s B.10,55 MeV ; 2,2.107 m/s
C 10,55 MeV ; 3,2.107 m/s D 9,755.107 ; 2,2.107 m/s
Giải
Năng lượng của phản ứng hạt nhân là : Q = ( M0 – M ).c2 = 0,0187uc2 = 17,4097 MeV
Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có Q +Wp= 2W α W α =Q W p 10 , 05MeV
2
Vận tốc của mổi hạt α là: v =
0015 , 4 931
2W
Chọn đáp án B
Ví dụ 3: Một nơtơron có động năng Wn = 1,1 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên gây ra phản ứng:
10 n + 63Li → X+ 4
2He Biết hạt nhân He bay ra vuông góc với hạt nhân X Động năng của hạt nhân X và He lần lượt là :?
Cho mn = 1,00866 u;mx = 3,01600u ; mHe = 4,0016u; mLi = 6,00808u
A.0,12 MeV & 0,18 MeV B.0,1 MeV & 0,2 MeV
C.0,18 MeV & 0,12 MeV D 0,2 MeV & 0,1 MeV
Giải
- Ta có năng lượng của phản ứng là : : Q = ( mn+ mLi─ m x ─ m He).c2 = - 0,8 MeV ( đây là phản ứng thu năng lượng )
- Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:
p He p X
X He
2mnWn= 2mHe W He + 2mx Wx (1)
- Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng :Q =Wx +W He ─Wn = -0,8 (2)