1/ Viết phương trình của phản ứng phóng xạ và nêu thành phần cấu tạo của hạt nhân con.. 3/ Hãy cho biết bản chất các tia phóng xạ, viết các phương trình mô tả qui tắc dịch chuyển trong c
Trang 1VẬT LÝ HẠT NHÂN.
Bài số 1: Chất phóng xạ pôlôni 210
84Pophóng ra tia αvà biến thành chì206
82Pb a- Trong 0,168(g) pôlôni có bao nhiêu nguyên tử bị phân rã sau 414 ngày đêm? Xác định lượng chì được tạo thành trong khoảng thời gian nói trên
b- hỏi bao nhiêu lâu lượng pôlôni chỉ còn 10,5(mg)? Cho biết chu kì bán rã của pôlôni là 138 ngày đêm
Bài số 2: Một chất phóng xạα cứ 1 hạt α phát ra thì có 1 hạt X phóng xạ bị phân rã Vào đầu lần đo thứ nhất
sau thời gian 1 phút có 320 hạt α phát ra, vào đầu lần đo thứ 2 sau đầu lần đo thứ nhất 2 giờ trong 1
phút có 80 hạt α phát ra Tính chu kỳ bán rã của chất phóng xạ đó.
Bài số 3: Để đo chu kỳ bán rã của 1 chất phóng xạβ− người ta dùng "máy đếm xung" Khi hạt β− đập vào
máy, trong máy xuất hiện 1 xung điện, hệ đếm của máy tăng số đếm thêm 1 đơn vị Ban đầu máy đếm được 960 xung trong 1 phút Sau 3 giờ, máy đếm được 120 xung trong 1 phút (trong cùng điều kiện đo) Xác định chu kỳ phân rã của chất phóng xạ
Bài số 4: 0,2mg 226
88Ra phóng ra 4,35.108 hạtα trong 1 phút Hãy tìm chu kỳ bán rã của Ra( cho biết cuu kỳ
này là khá lớn so với thời gian quan sát)
Bài số 5: Vào đầu năm, phòng thí nghiệm nhận được 1 mẫu quặng có chứa chất phóng xạ xêsi 137
55Cs, khi đó độ phóng xạ của mẫu là H0=1,8.105(Bq)
a- Tính khối lượng của xêsi chứa trong mẫu quăïng đó Cho biết chu kỳ bán rã của xêsi là30 năm
b- Tính độ phóng xạ của mẫu quăïng sau 10 năm theo đơn vị Bq và Ci
c- Vào thời gian nào độ phóng xạ của mẫu bằng 3,6.104(Bq)
Bài số 6:
1/ Sau mỗi giờ số nguyên tử của đồng vị Co55 giảm đi 3,8% Hãy xác định hằng số phóng xạ của đồng vị đó 2/ Hãy tìm độ phóng xạ của 1 lượng bằng 0,248mg đồng vị phóng xạ Na25 có chu kỳ bán rã 62s Tính độ phóng xạ của nó sau 10 phút
Bài số 7:
1/So sánh hiện tượng phóng xạ và hiện tượng phân hạch
Trang 22/ Hạt nhân Pôlôni210
84Po phát ra hạtα và tạo thành hạt nhân206
82Pb Một mẫu 210
84Ponguyên chất có khối lượng m0=1g, sau thời gian 365 ngày tạo ra được thể tíchV=89,5cm3 khí Hêli ở điều kiện tiêu chuẩn Tính chu kỳ bán rã của Poloni
Bài số 8: Đồng vị 24
11Na phóng xạβ- tạo hạt nhân con Magiê(Mg)
1/ Viết phương trình của phản ứng phóng xạ và nêu thành phần cấu tạo của hạt nhân con
2/ Ở thời điểm ban đầu t=0, Na24 có khối lượng m0=2,4g thì sau thời gian t=30giờ khối lượng Na24 chỉ còn lại m=0,6g chưa bị phân rã Tính chu kỳ bán rã của Na24 và độ phóng xạ của lượng Na24 nói trên ở thời điểm t=0
3/ Khi ngiên cứu 1 mẫu chất người ta thấy ở thời điểm bắt đầu khảo sát thì tỉ số khối lượng Mg24 và Nã là 0,25 Hỏi sau bao lâu thì tỉ sốấy bằng 9
Bài số 9: Urani 238 sau 1 loạt phóng xạα vàβbiến thành chì: 238 206
92U → 82Pb+8α+6e− Chu kỳ bán rã của sự sự biến đổi tổng hợp này là 4,6.109 năm Giả sử ban đầu 1 loại đá chỉ chứa urani và không chứa chì Nếu hiện nay tỷ lệ các khối lượng của urani và chì trong đá ấy làm Pb m U(( ))=37 thì tuổi của đá ấy là bao nhiêu?
Bài số 10:Lúc đầu có 1 mẫu210
84Ponguyên chất là chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 138 ngày Các hạt Po phát
ra tia phóng xạ và chuyển thành hạt nhân chì 206
82Pb Hỏi Po phát ra tia phóng xạ nào? Tính tuổi của mẫu chất trên nếu lúc khảo sát khối lượng chất Po lớn gấp 4 lần khối lượng chì
Bài số 11: Chu kỳ bán rã của U238 là 4,5.109năm
a- Tính số nguyên tử bị phân rã trong 1 năm trong 1(g) U238
b- Hiện nay trong quăïng urani thiên nhiên có lẫn U238 và U235 theo tỉ lệ nguyên tử 140
1 , giả thiết ở thời
điểm tạo thành Trái Đất tỉ lệ trên là1
1 Hãy tính tuổi của Trái Đất, biết rằng chu kì bán rã của U235 là 7,13.108năm
Bài số 12:
1/ Urani phân rã thành rađi theo chuỗi phóng xạ sau đây:
238
92U α→Th→β− Pa→ β− U α→Thα→Ra
Trang 3a- Viết đẩy đủ chuỗi phóng xạ này(ghi thêm Z và A của các hạt nhân).
b- Chuỗi phóng xạ trên còn tiếp tục cho đến khi hạt nhân con là đồng vị bền206
82Pb(chì) Hỏi238
92U biến thành206
82Pbsau nhiêu phóng xạ α vàβ−
2/ Hạt nhân235
92U hấp thụ hạt n sinh ra x hạt α, y hạtβ, một hạt208
82Pb và 4 hạt n Hãy xác định: Số hạt x và
y bản chất hạtβtrong phản ứng Viết phương trình đầy đủ các phản ứng này.
3/ Hãy cho biết bản chất các tia phóng xạ, viết các phương trình mô tả qui tắc dịch chuyển trong các phóng xạ trên khi biết hạt nhân mẹ làA
z X
Bài số 13:
1/ Phát biểu định nghĩa và cho ví dụ về phản ứng nhiệt hạch Nêu điều kiện xẩy ra phản ứng nhiệt hạch và giải thích tại sao cần điều kiện đó
2/ Hạt nhân Triti T và Đơtơri D tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh ra hạt nhân X và hạt Nơtron Viết phương trình phản ứng và tìm năng lượng toả ra từ phản ứng Cho biết độ hụt khối của các hạt nhân là:
∆mT=0,0087u, ∆mD=0,0024u, ∆mX=0,0305u
Bài số 14: Hạtαcó động năng 4(Mev) bắn vào hạt nhân Al đang đứng yên gây ra phản ứng:
A z
1/ Viết phương trình phản ứng
2/ Phản ứng trên thuộc toả hay thu năng lượng Tính năng lượng của phản ứng
3/ Biết hạt notron sinh ra sau phản ứng chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của hạt α Hãy tính động năng của hạt notron và của hạt nhân phốt pho, tìm góc giữa phương chuyển động
của notron và hạt nhân phốt pho
Bài số 15:
1/ Hạtαcó động năng Kα=4(Mev) đến tương tác với hạt nhân 14
7N(nitơ) đang đứng yên Sau phản ứng có hạt proton và hạt nhân X Cho biết:mα =4,0015 ;u m P =1,0073 ;u m N =13,9992 ;u m X =16,99456 u
a- Viết phương trình phản ứng và tính năng lượng của phản ứng
Trang 4b- Cho động năng của proton: KP=2,09(Mev) Xác định góc giữa phương chuyển động của hạtαvà
proton?
2/ Cho phản ứng: 2 3
1D+ 1T =n+X
a- Hạt nhân X là hạt nhân gì? Tính năng lượng của phản ứng
Cho biết: mD=2,0136u; mT=3,0160u; mn=1,0087u; mX=4,0015u
b- Nước trong thiên nhiên có chứa 0,015% nước nặng D20 Hỏi nếu dùng toàn bộ đơtơri có trong 1m3
nước để làm nhiên liệu cho phản ứng thì năng lượng thu được( tính ra KJ) là bao nhiêu?
Bài số 16: Dưới tác dụng của bức xạ γ , Hạt nhân của đồng vị bền Beri 9
4Be và Cacbon 12
6C có thể tách ra thành các hạt nhân 4
2He và có thể sinh ra hoạc không sinh ra các hạt khác kèm theo Cho biết:
mBe=9,01219u; mHe=4,002604u; mc=12u; mn=1,008670u
1/ Viết phương trình của các phản ứng biến đổi đó
2/ Xác định tần số tối thiểu của các lượng tử γ để thực hiện các phản ứng đó.
Bài số 17: Hạt Proton có động năng KP=1MeV bắn vào hạt nhân 7
3Li đang đứng yên thì sinh ra phản ứng tạo thành 2 hạt X có bản chất giống nhau và không kèm theo bức xạγ Cho biết: mLi=7,0144u; mp=1,0073u;
mX=4,0015u
1/ Viết phương trình phản ứng và cho biết phản ứng toả hay thu bao nhiêu năng lượng
2/ Tìm động năng của mỗi hạt X được tạo ra, biết rằng chúng có cùng vận tốc
3/ Tìm góc giữa phương chuyển động của 2 hạt X, biết rằng chúng bay ra đối xứng với nhau qua phương tới của Proton
Bài số 18: Cho phản ứng hạt nhân:
cl X n Ar
α + → + + → + + → + + → + +
a-Viết đầy đủ các phản ứng đó
b-Tính năng lượng toả ra từ phản ứng (4) khi tổng hợp được 1g He
Bài số 19:
1/ Máy gia tốc dùng để làm gì? Nêu nguyên tắc hoạt động của máy Xiclôtrôn
Trang 52/ Nếu 1 hạt(có khối lượng m, điện tích q) quay nhiều lần trên quĩ đạo tròn vuông góc với từ trường có cảm ứng từ B, thì tần số quay gọi là tần số Xiclôtrôn Nó có phụ thuộc vào bán kính quĩ đạo và vận tốc của hạt không?
3/ Tính tuổi của 1 cái tượng cổ biết rằng độ phóng xạ β−của nó bằng 0,77 lần độ phóng xạ của 1 khúc gỗ vừa mới chặt
Bài số 20: Giữa 2 phần hộp chữ D của 1 máy Xiclôtrôn có bán kính R=1m, người ta ta đặt 1 hiệu điện thế
xoay chiều 80KV, tần số f=10MHz Một chùm hạt Proton được gia tốc trong máy này, cho
mp=1,007276u=1,67.10-27kg
1/ Xác định cảm ứng từ B để máy hoạt động bình thường
2/ Tìm vận tốc và động năng của mỗi hạt bay ra khỏi máy
3/ Tính số vòng quay của mỗi hạt trước khi bay ra khỏi máy
Bài số 21:
1/ Thế nào là phản ứng hạt nhân?Phát biểu các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
2/ Sau 2 giờ độ phóng xạ của 1 chất giảm đi 4 lần
a- Xác địnhλvà T của chất phóng xạ
b- Hỏi sau 6 giờ độ phóng xạ của chất đó còn bao nhiêu phần trăm
3/ Cho phản ứng hạt nhân: 230 226
90Th→ 88Ra+ +α 4,91(Mev). a- Cho biết cấu tạo của hạtα.
b- Phản ứng trên nói lên điều gì
c- Tính động năng của hạt nhân rađi Biết rằng hạt nhân Th đứng yên( lấy khối lượng gần đúng của các hạt nhân tính bằng đơn vị u có giá trị bằng số khối của chúng)
4/ Nếu một hạt m có điện tích q quay nhiều lần trên quĩ đạo tròn vuông góc với từ trường có cảm ứng từ B thì tần số quay gọi là tần số xiclôtrôn Tính tần số này? Nó có phụ thuộc vào bán kính quĩ đạo và vận tốc của hạt không
Bài số 22:
Trang 61/ Tia Rơn ghen cứng là tia có bước sóng ngắn, tia rơn ghen mềm là tia có bước sóng dài Các tia Rơn ghen cứng đâm xuyên rất mạnh, các tia Rơn ghen mềm có khả năng đâm xuyên yếu
a- Tại sao khi chiếu điện người ta phải dùng tia Rơn ghen cứng còn nếu dùng tia Rơn ghen mềm thì nguy hiểm cho bệnh nhân
b- Để lọc hết các tia Rơn ghen mềm thì phải làm thế nào?
2/ Hạt tích điện được gia tốc trong xiclôtrôn có từ trường đều B=1(T), tần số của hiệu điện thế f=7,5(MHz) Dòng hạt có cường độ trung bình I=1(mA) từ vòng cuối có bán kính 1(m) đập vào bia, bia này được làm lạnh bằng dòng nước có lưu lượng N=1kg/s Tính độ tăng nhiệt độ của nước, nhiệt dung của nước Biết C=4200J/kg.k
3/ Tìm năng lượng toả ra khi một hạt nhân U234 phóng xạ tia α tạo thành đồng vị Th230 Cho năng lượng
liên kết riêng của các hạt: δ U234=7,63Mev, δ α=7,10Mev, δ Th=7,70ev
Bài số 23:
1/ Trong phản ứng vỡ hạt nhân 235
92U năng lượng trung bình toả ra khi phân chia 1 hạt nhân là 200(Mev) a/ Tìm năng lượng toả ra trong quá trình phân chia hạt nhân của 1 (Kg) Urani trong lò phản ứng
b/ Cần phải đốt 1 lượng than bao nhiêu để có được lượng than như trên, biết rằng năng suất toả nhiệt của than là 2,93.107J/kg
2/ Một nhà máy điện nguyên tử dùng nhiên liệu Urani trên có công suất 500000(KW) hiêu suất 20% a- Tính lượng tiêu thụ hằng năm của chất đốt Urani
b- Để có cùng công suất thì lượng than tiêu thụ hằng năm của nhà máy nhiệt điện là bao nhiêu Biết rằng hiệu suất của nhà máy nhiệt điện là 75%
Bài số 24: Hạt nhân U235 kết hợp với hạt nơtron theo phương trình: 235 1 95 138 1
92U+0n→ 42Mo+ 57La+20n ze+ − Biết khối lượng mU=234,99u, mMo=94,88u, mLa=138,87u
a- Tính năng lượng toả ra khi phân hạch hạt nhân U235
b- Tính năng lượng toả ra khi phân hạch hoàn toàn 1g U235
c- Tính khối lượng của ét xăng để khi đốt xăng này sẽ toả ra một năng lượng như ở câu b, Cho biết năng suất toả nhiệt của xăng là Q=4,6.107J/kg
Trang 7Bài số 25: Xét phản ứng nhiệt hạch: 2
1D+2
1T 1P
→ + Cho biết mD=2,0136u, mT=3,0160u, mP=1,0073u Tính năng lượng của phản ứng
Trang 8Câu 1.Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ
A các prôtôn B các nơtrôn C các electronD các nuclôn
Câu Phát biểu nào sau đây là SAI khi nói về cấu tạo hạt nhân Triti ( 3T
1 )
A Gồm 3 proton và 1 nơtron B Gồm 1 proton và 2 nơtron
C Gồm 1 nơtron và 2 nơtron D Gồm 3 proton và 1 nơtron
Câu 2.Tìm câu ĐÚNG trong số các câu sau:
A Hạt nhân nguyên tử nào cũng gồm các prôtôn và nơtrôn; số prôtôn luôn luôn bằng số nơtrôn và bằng số electron
B Hạt nhân nguyên tử có đường kính vào cở phần vạn lần đường kính của nguyên tử
C Hạt nhân nguyên tử có điện tích bằng tổng điện tích của các proton trong nguyên tử
D Hạt nhân nguyên tử có khối lượng bằng tổng khối lượng của tất cả các nuclôn và các electron trong nguyên tử
Câu 3.Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về hạt nhân đồng vị ?
A Các hạt nhân đồng vị có cùng số Z nhưng khác nhau số A
B Các hạt nhân đồng vị có cùng số A nhưng khác nhau số Z
C Các hạt nhân đồng vị có cùng số nơtron
D Các hạt nhân đồng vị có cùng số Z; cùng số A
Câu 4.Đồng vị của một nguyên tử đã cho khác với nguyên tử đó về
A số prôtôn B số electron C số nơtrôn D số nơtrôn và số electron
Câu 5.Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về lực hạt nhân ?
A Lực hạt nhân là loại lực mạnh nhất trong các loại lực đã biết hiện nay
B Lực hạt nhân chỉ có tác dụng khi khoảng cách giữa hai nuclon bằng hoặc nhỏ hơn kích thước hạt nhân
C Lực hạt nhân có bản chất là lực điện
D Lực hạt nhân là lực hút
Câu 6.Cấu tạo của hạt nhân 27 Al
13 có số nơtrôn là
Câu 7.Ký hiệu của các nguyên tử mà hạt nhân chứa 3 proton và 4 nơtron
A 3X
7 B 4X
3 C 7X
3 D 3X
4
Câu 8.Cấu tạo của hạt nhân 27 Al
A Z = 13, A = 27 B Z = 27, A = 13 C Z =13, A = 14 D Z = 27, A = 14
Câu 9.Số phân tử oxy trong một gam khí oxy O2 ( O =15,999 )
A/ 376.1020 B/ 188.1020 C/ 99.1020 D/ Một giá trị khác
Câu Khối lượng proton mp = 1,007276u Khi tính theo đơn vị kg là
A mp = 1,762.10-27kg B mp = 1,672.10-27kg C mp = 16,72.10-27kg D mp = 167,2.10-27kg
Câu 10.Số nguyên tử Oxy trong một gam khí CO2 là (C=12,011 ; O=15,999)
A 137.1020 B 548.1020 C 274.1020 D Một giá trị khác
Câu 11.Khối lượng nơtron mn = 1,008665u Khi tính theo đơn vị kg là
A mn = 0,1674.10-27kg B mn = 16,744.10-27kg C mn = 1,6744.10-27kg D mn = 167,44.10-27kg
Câu 12.Định luật về phân rã phóng xạ không được diễn tả theo công thức nào dưới đây?
A N = N0e−λt B m=m0e−λt C T
t
m
m= 02− D.H =H0eλt
Câu 13.Tìm phát biểu SAI về năng lượng liên kết.
A Muốn phá vỡ hạt nhân có khối lượng m thành các nuclôn có tổng khối lượng mo>m thì cần năng lượng ∆E = (mo – m).c2 để thắng lực hạt nhân
B Năng lượng liên kết tính cho một nuclôn gọi là năng lượng liên kết riêng
C Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng nhỏ thì càng kém bền vững
D Hạt nhân có năng lượng liên kết ∆E càng lớn thì càng dễ phá vỡ
Câu 14.Số nguyên tử chất phóng xạ bị phân hủy sau khoảng thời gian t được tính theo công thức nào dưới đây?
t
N
N = 02− B N = N0e−λt C N’ = N0(1−e−λt) D N’ =
t
N0
Câu 15.Tìm phát biểu sai về phản ứng hạt nhân toả năng lượng hay thu năng lượng.