c. Biết rằng 2 hạt nhân sinh ra có cùng vận tốc. Tính động năng của chúng. Viết phương trình phản ứng4. b. Phản ứng toả hay thu năng lượng? Tính năng lượng đó? c. Có nhân xét gì về hướng[r]
Trang 1Vật lý hạt nhân
PHẦN 1 Xác định các đặc trưng của hạt nhân
Câu 1 Khối lượng nguyên tử của Rađi 88
226
Ra là m=226,0254u
a Hãy chỉ ra thành phần cấu tạo của hạt nhân Rađi
b Tính ra kg khối lượng của 1 mol nguyên tử Ra, khối lượng của một hạt nhân Ra và khối lượng của một mol hạt nhân Ra
c Tính khối lượng riêng của hạt nhân cho biết bán kính hạt nhân được tính theo công thức r=r0 A1 /3 với r0=1,4.10-5m
Câu 2 Hãy tính bán kính, thể tích và khối lượng riêng của hạt nhân Oxi
8
16
O Cho biết bán kính hạt nhân được tính theo công thức r=r0A1/3 với
ro=1,4.10-15m
Phần 2 Hiện tượng phóng xạ
Lý thuyết:
Dạng 1 Xác định các yếu tố của chất phóng xạ(số hạt nhân, chu kỳ bán rã)
Câu 1 Chất phóng xạ pôlôni 21084 Po phóng ra tia α và biến thành hạt nhân chì 82
206
Pb
a Trong 0,168g 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 sau bao lâu khối lượng pôlôni chỉ còn 10,5mg
Cho biết chu kỳ bán rã của pôlô ni là 138 ngày đêm
Câu 2 1 Chu kỳ bán rã của chất rađi phóng xạ 22688 Ra là 600 năm
a Trong 128 mg rađi có bao nhiêu nguyên tử bị phân rã sau 300 năm
b Hỏi sau bao lâu thì có 112 mg rađi đạ bị phân rã phóng xạ
2 Chất phóng xạ xêsi 13935 Cs có chu kỳ bán rã là 7 phút
a tính hằng số phóng xạ
b Nếu ban đầu có 8.106 nguyên tử cêsi thì sau bao lâu chỉ còn 8.104 nguyên
tử cêsi
3 Chu kỳ bán rã của U238 là 4,5.109 năm Hãy tìm số nguyên tử bị phân rã trong 1 năm trong 5g U238
Câu 3 Pôlôni 84
210
Po là chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 140 ngày đêm Hạt nhân Pôlôni phóng xạ sẽ biến thành hạt nhân chì (Pb) và kèm theo một hạt
α Ban đầu có 42mg chất phóng xạ Pôlôni Tính khối lượng chì sinh ra sau 280 ngày đêm
Câu 4 Ban đầu có 2g Rađon 22286 Ra là chất phóng xạ Chu kỳ bán rã là T=3,8 ngày Hỏi sau 19 ngày Rađon bị phóng xạ bao nhiêu gam
Trang 2Câu 5 Pôlôni 84
210
Po là chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 138 ngày Khối lượng ban đầu là 10g tính:
a Số nguyên tử ban đầu của Po
b Số nguyên tử còn lại sau t=207 ngày
c Độ phóng xạ của lượng Pôlôni trên sau 207 ngày Biết số Avôgađrô là
NA=6,02.1023/mol
Câu 6 Ban đầu có 2g Rađôn Rn222 là chất phóng xạ với chu kỳ bán rã là T=3,8 ngày Tính:
a Số nguyên tử ban đầu
b Số nguyên tử còn lại sau t=1,5T
c Tính ra Bq và Ci độ phóng xạ của lượng Ra222 nói trên sau 1,5T
Câu 7 Chu kỳ bán ra của đồng vị phóng xạ Co55 là T=18h Hỏi sau 1 giờ thì số nguyên tử của đồng vị ấy đã giãm bao nhiêu phần trăm
Câu 8 Chu kỳ bán rã của U235 là T=7,13.108 năm Tính số nguyên tử bị phân rã trong một năm từ 1 gam U235
Biết: x<<1 thì e − x ≈ 1− x
Câu 9 Gọi t là thời gian để số nguyên tử chất phóng xạ giãm đi 2,72=e lần
so với số nguyên tử ban đầu (N0
N t=2 ,72) , T là thời gian để số nguyên tử giãm đi 2 lần (N0
N T=2) Tính tử số T t Câu 10 Chất phóng xạ có chu kỳ bán rã T=5 năm Ban đầu có 1 gam chất
ấy, hỏi sau 10 năm khối lượng chất ấy đã giãm đi bao nhiêu gam và sau bao lâu thì chất ấy chỉ còn 0,1g
Câu 11 Po là một chất phóng xạ Biết rằng khi phóng xạ mỗi hạt nhân
Po phát ra 1 hạt α (kèm theo một hạt nhân khác) Trong 1 năm, 2 gam
Po sẽ tạo ra thể tích V=179cm3 khí Hêli ở điều kiện tiêu chuẩn Xác định chu kỳ bán rã của 210Po
Câu 12 Đồng vị Tri ti của Hiđrô có tính phóng xạ với chu kỳ bán rã là T=12,5 năm Hỏi sau bao lâu thì khối lượng tri ti giãm đi 25% so với lúc ban đầu
Câu 13 Cho chu kỳ bán rã của poloni là T=138 ngày Giả sử khối lượng ban đầu là m0=1 gam Hỏi sau bao bao lâu thì khối lượng poloni chỉ còn 0,707 gam
Câu 14 Ngày nay tỉ lệ U235 là 0,75% urani tự nhiên; còn lại là U238 Cho biết chu kỳ bán rã của chúng lần lượt là 7,04.108 năm và 4,46.109 năm Hãy tính tỉ lệ của U235 trong U tự nhiên thời kỳ trái đất được hình thành cách đây 4,5 tỉ năm
Trang 3Dạng 2 Độ phóng xạ
Câu 1 48
109
Cd là động vị phóng xạ có chu kỳ bán rã T=470 ngày đêm(1 ngày đêm =24 giờ)
a Hãy cho biết cấu tạo hạt nhân này
b Tính độ phóng xạ của một gam 10948 Cd nguyên chất ban đầu
Câu 2 Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã T=10s với độ phóng xạ lúc đầu
H0=1,5Ci Tính số nguyên tử bị phân rã sau t=30s
Câu 3 Chất phóng xạ Po có chu kỳ bán rã T=138 ngày
a Tính khối lượng Po lúc có độ phóng xạ H=1Ci
b Biết lúc đầu khối lượng chất phóng xạ là m0=1mg
Tính thời gian từ lúc ban đầu đến lúc có độ phóng xạ 1 Ci
Câu 4 Tính chu kỳ bán rã của Thôri Th227, biết rằng sau 11 ngày thì độ phóng xạ giãm đi 1,5 lần
Câu 5 Ban đầu có 2mg đồng vị C14 Chu kỳ bán rã của C14 là 5700 năm
a Tính số nguyên tử C14 có lúc ban đầu và độ phóng xạ tương ứng ra đơn vị
Bq và Ci
b Tính số nguyên tử C14 đã phân rã sau 2056 năm và độ phóng xạ lúc đó Câu 6 Một chất phóng xạ có độ phóng xạ là 8Ci 2 ngày sau độ phóng xạ còn là 4,8Ci
a Tính hằng số phóng xạ
b 8 ngày tiếp theo thì độ phóng xạ là bao nhiêu
Câu 7 Trong khí quyển có đồng vị phóng xạ C14 với chu kỳ bán rã T=5568 năm Mọi thực vật sống trên trái đất hấp thụ cacbon từ khí quyển đều chứa lượng C14 cân bằng
Trong mấu gỗ cổ có C14 với độ phóng xạ 112 phân rã/ phút Xác định tuổi của mẫu gỗ này Cho biết độ phóng xạ của C14 ở thực vật sống là 216 phân rã/ phút
Dạng 2 Xác định chu kỳ bán rã
Câu 1 0,2mg Rađi Ra226 phóng ra 4,35.108 hạt α trong một phút Hãy tìm chu kỳ bán rã của Rađi( Cho biết thời gian này khá lớn so với thời gian quan sát)
Câu 2 Tìm chu kỳ bán rã của chất phóng xạ Cêsi Cs134, biết rằng từ 1g Cêsi ban đầu sau 13 năm 3 tháng 7 ngày chỉ còn lại 10mg Cêsi
Dạng 3 Xác định độ phóng xạ, xác định tuổi của chất phóng xạ
Câu 4 Vào đầu năm 1985, một phòng thí nghiệm nhận được một mẫu quạng
có chứa chất phóng xạ Cs137 khi đó độ phóng xạ là H0=1,8.105Bq
a Tính khối lượng Cêsi chứa trong mẫu quạng đó Cho biết chư kỳ bán rã của Cêsi là 30 năm
b Tìm độ phóng xạ của mẫu quạng đó vào đầu năm 1995
Trang 4c Vào thời gian nào độ phóng xạ của mẫu đó bằng 3,6.104Bq
Câu 5 Ra224 là chất phóng xạ Biết rằng cứ một hạt Ra224 bị phân rã là phát ra một hạt α (kèm theo một hạt nhân khác) Lúc đầu ta dùng m0=2g Ra224 thì sau 7,3 ngày ta thu được V=75cm3 khí Hêli ở điều kiện tiêu chuẩn Tính chu kỳ bán rã của Ra224
Dạng 4 Phóng xạ α và hiệu điện thế trên tụ do hạt α gây ra
Câu 1.Rađi 22688 Ra là chất phóng xạ có chu kỳ bán ra là T=1600 năm phát
ra tia α (24He)
1 Tính số hạt α do 1mg Rađi phát ra trong 1 phút, biết rằng cứ một hạt Rađi bị phân rã phát ra một hạt α
2 Lượng hạt α phát ra được hứng trên 1 bản tụ của một tụ điện có điện dung C=10-11F, bản thứ hai nối đất thì sau một phút hiệu điện thế giữa hai bản là bao nhiêu
3 Thể tích khí Hêli thu được trong một năm ở điều kiện tiêu chuẩn
Chú ý:
+x<<1 thì e − x ≈ 1− x
+Coi t=1năm<<T=1600 năm
+Số Avôgađrô: NA=6,02.1023/mol
+Điện tích hạt prôtôn: e=1,6.10-19C
Dạng 5 Bài toán đếm số phóng xạ (đếm xung)
Câu 1 Trong thời gan 1 giờ (kể từ t=0), đồng vị phóng xạ 2411 Na có 1015
nguyên tử bị phân rã Cũng trong 1 giờ nhưng sau đó 30 giờ (kể từ t=0) chỉ
có 2,5.1014 nguyên tử bị phân rã Tính chu kỳ bán rã của 2411 Na
Câu 2 Để đo chu kỳ bán rã của một chất phóng xạ β − người ta dùng máy
“đếm xung” (khi một hạt β − rơi vào máy, trong máy xuất hiện 1 xung điện, khiến các số trên hệ đếm của máy tăng thêm 1 đơn vị) Trong thời gian
1 phút máy đếm được 360 xung nhưng sau đó 2 giờ sau phép đo lần thứ nhất trong một phút máy chỉ đếm được 60 xung (trong cùng điều kiện đo)
1 Xác định cu kỳ bán rã của chất phóng xạ
2 Các hạt β − phóng ra được đặt trong điện trường đều của một tụ điện giả
sử chúng có cùng vận tốc V →
0 và được bố trí sao cho phương của vận tốc vuông góc với phương của điện trường
a tìm phương trình quỹ đạo của hạt β − trong điện trường
b Khi đi ra khỏi tụ điện, hạt β − bị lệch so với phương ban đầu góc α
Tính giá trị V0
Áp dụng số:
Trang 5α=100 , Hiệu điện thế trên tụ: U=100v, Bề rộng của tụ: d=10cm, Chiều dài của tụ: l=0,2m
Câu 3 Chât phóng xạ Co60 có chu kỳ bán rã T=4 năm Lúc đầu ban đầu có 1,5.108 hạt nhân bị phóng xạ trong một giờ Hỏi sau 20 năm sau 2 giờ có bao nhiêu hạt nhân bị phân rã
Biết với x<<1 thì e − x ≈ 1− x
Câu 4 Để đo chu kỳ bán rã của một chất phóng xạ người ta cho máy đếm xung bắt đầu đếm từ thời điểm t0=0 Đến thời điểm t1=2 giờ, máy đếm được
n1 xung, đến thời điểm t2=3t1 máy đếm được n2 xung, với n2=2,3n1 Xác định chu kỳ bán rã của chất phóng xạ này
Câu 5 Chât phóng xạ Co60 có chu kỳ bán rã T=4 năm Lúc đầu ban đầu có
1014 hạt nhân bị phóng xạ trong một ngày Hỏi sau 8 năm sau 2 giờ có bao nhiêu hạt nhân bị phân rã
Biết với x<<1 thì e − x ≈ 1− x
Dạng 6 Tính tuổi của chất phóng xạ
Câu 1 Ban đầu có 1mg I131 với chu kỳ bán rã là T=8 ngày
a Tính số nguyên tử I ban đầu
b Bây giờ độ phóng xạ của I đo được là 6,23 Ci Tính số nguyên tử hiện có
c Tính tuổi của mẫu phóng xạ I131
Câu 2 Chu kỳ bán rã của U238 là 4,5.109 năm, của U235 là 7,13.108 năm Hiện nay trong quặng Uranddi thiên nhiên có lẫn U238 và U235 theo tỉ lệ số nguyên tử là 140:1 Giả thiết ở thời điểm tạo thành trái đất tỉ lệ trên là 1:1, hãy tính tuổi trái đất
Câu 3 Pôlôni 21084 Po là chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 138 ngày 1 hạt nhân Pôlôni phóng xạ sẽ chuyển thành một hạt nhân chì 20682 Pb (kèm theo hạt α )
Tại thời điểm khảo sát tỉ số giữa khối lượng chì và Pôlôni có trong mẫu là 0,4062 Tìm tuổi mẫu pôlôni trên
Câu 4 Thành phân đồng vị C14 có trong khí quyển có chu kỳ bán rã là 5570 năm Mọi thực vật sống hấp thụ cacbon dưới dạng CO2 đều chứa một lượng cân bằng C14
Một mảnh xương tìm thấy trong ngôi mộ cổ cho thấy có chứa C14 với độ phóng xạ 1,87Bq Hỏi tuổi của mãnh xương này(tức là thời gian chết đến bây giờ) biết rằng vật sống tương tự có độ phóng xạ từ C14 là 3,6Bq
Câu 5 Cây cối hấp thụ khí CO2 là nhờ trong khí quyển có C12 và C14 có chu kỳ bán rã T=5570 năm Tỷ lệ hai chất đồng vị này trong cây cối và trong khí quyển là như nhau Khi cây chết, nó ngừng hấp thụ khí CO2 và C14
Trang 6trong cây bị phân rã Hỏi sau bao lâu sau khi cây chết thì số C14 mà nó có, lúc vừa mới chết, sẽ giãm đi:
a Còn một nữa
b Còn một phần ba
Câu 6 Một mẫu gỗ cổ đại có độ phóng xạ ít hơn 4 lần so với gỗ cùng khối lượng vừa mới chặt Biết chu kỳ bán rã của C14 là T=5570 năm Hãy tính tuổi của mẫu gỗ cổ đại
Câu 7 Tính tuổi của các tượng cổ biết rằng độ phóng xạ β − của nó bằng 0,77 lần độ phóng xạ của một khúc gỗ cùng khối lượng vừa mới chặt Biết chu kỳ bán rã của C14 là 5600 năm
Câu 8 Trong các mẫu quặng Urani người ta thường thấy có lẫn chì Pb206 cùng với U238 Biết chu kỳ bán rã của U238 là 4,5.1010 năm, hãy tính tuổi của quặng trong các trường hợp sau:
1 Khi tỉ lệ tìm thấy cưa 10 nguyên tử urani U238 thì có 2 nguyên tử chì
2 Khi tỉ lệ khối lượng tìm thấy giữa hai chất đó là 1g chì/5g urani
Câu 8 Ban đầu một mẫu poloni 21084 Po nguyên chất có khối lượng m0=1g Các hạt poloni phóng xạ ra hạt α và chuyển thành hạt nhân Z A X
a Xác định hạt nhân Z A X và viết phương trình phản ứng phóng xạ
b Chu kỳ phóng xạ của polôni là T=138 ngày Sau bao lâu mẫu chất chỉ còn 50mg
c Tìm tuổi của mẫu trên, biết tỉ số giữa kh của poloni là khối lượng poloni
có trong mẫu là 0,65
Câu 9 Cho phản ứng phân rã α của poloni: 21084Po →20682Pb+24 He Chu kỳ bán rã của poloni là T=138 ngày
a Khối lượng ban đầu của poloni là m0=1g Hỏi sau bao lâu chỉ còn lại 0,125 gam poloni
b Giả sử lúc đầu có mẫu chất poloni nguyên chất Sau thời gian t, tỉ lệ khối lượng chì và poloni là 0,406 tính t
Câu 10 Phân tích một mẫu đá trên mặt trăng, các nhà khoa học xác định được 82% nguyên tố K40 của nó đã phân rã thành Ar40 Quá trình này có chu kỳ bán rã 1,2.109 năm Hãy xác định tuổi của mẫu đá này
Phần 3 Phản ứng hạt nhân: Phương trình phản ứng-năng lượng do phản ứng tỏ ra(hay thu)
Lý thuyết:
Các dạng bài tập
Dạng 1 Viết phương trình phản ứng và tính năng lượng toả (hay thu) của phản ứng
Câu 1 Cho các phản ứng hạt nhân:
Trang 723
Na+ p → X +1020Ne (1)
2
4He+ X →1530P+01n (2)
1 Viết phương trình đầy đủ các phản ứng đó; cho biết tên, số khối và thứ tự của hạt nhân X
2 Trong hai phản ứng trên, phản ứng nào toả, phản ứng nào thu năng luợng Tính năng lượng toả hoặc thu ra eV Cho biết các khối lượng hạt nhân là:
mNa=22,983734u; mH=1,007276u; mHe=4,001506u; mNe=19,986950u
mAl=26,974351u; mP=29,970053u; mn=1,008703u; u=931Mev/c2
Câu 2 Có một kg chất phóng xạ 2760Co với chu kỳ bán rã T=16/3(năm) Sau khi phân rã 2760Co biến thành 2860Ni
a Viết phương trình phản ứng
b Tính khối lượng còn lại (chưa phân rã) của chất phóng xạ sau 16 năm
c Sau bao lâu có 984,375(g) của chất phóng xạ đã bị phân rã
Câu 3 Cho phản ứng hạt nhân: p+37Li → X +24He
a Xác định hạt nhân X
b Biết mỗi phản ứng toả ra một năng lượng Q1=17,3MeV Tính năng lượng toả ra khi 1gam Heli được tạo thành
Câu 3 Xét phản ứng hạt nhân xảy ra khi bắn phá nhôm bằng hạt nhân X:
13
27
Al+X →1530P+n
a Viết phương trình đầy đủ phản ứng, gọi tên hạt nhân X và nêu thành phần cấu tạo của nó
b Tính năng lượng tối thiểu của hạt nhân X để phản ứng sảy ra Bỏ qua động năng của các hạt sinh ra
Biết: mAl=26,9740u; mP=29,9700u; mHe=4,0015u; mn=1,0087u; u=931Mev/c2
Câu 4 Urani 23892U Sau một chuỗi phóng xạ α và β đã biến thành chì
82
206
Pb
1) Hỏi chuỗi phóng xạ trên có bao nhiêu phóng xạ α và β ?
2) Tóm tắt chuỗi trên bằng một phản ứng có dạng:
92
238U →20682Pb+ X +Y
Hãy viết đầy đủ phản ứng
3 Có một loại than đá ban đầu chỉ chứa hoàn toàn là Urani Đến nay trong loại than đá ấy đã xó lẫn chì với tỉ lệ khối lượng m(Pb) m(U )=37 Hỏi tuổi của
đá ấy, coi chu kỳ bán rã của Urani để biến thành chì là T=4,6.109 năm
Câu 5 Hạt nhân 23592U hấp thụ một hạt n sinh ra x hạt α , y hạt β , 1 hạt 82
208
Pb và 4 hạt n Hãy xác định x và y Viết phương trình của phản ứng này
Trang 8Câu 6 Poloni 84
210
Po là nguyên tố phóng xạ α , nó phóng ra một hạt α
và biến đổi thành một hạt nhân con X Chu kỳ bản rã của poloni là T=138 ngày
a Viết phương trình phản ứng Xác định cấu tạo và gọi tên của hạt nhân X
b Một mẫu poloni nguyên chất có khối lượng ban đầu là 0,01g Tính độ phóng xạ của mẫu trên sau 3 chu kỳ bán rã Cho biết NA=6,023.1023/mol
c Tính tỉ số giữa khối lượng poloni và khối lượng của chất X trong mẫu trên sau 4 chu kỳ bán rã
d Tính năng lượng toả ra khi lượng chất phóng xạ trên phân rã hết
Biết: mPo=209,9828u; mHe=4,0015u; mx=205,9744u; 1u=931Mev/c2
Câu 7 Đồng vị 2411 Na phóng xạ β − tạo thành hạt nhân con magiê(Mg)
1 Viết phương trình phản ứng 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=30h 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 nghiên cứu một mẫu chất người ta thấy ở thời điểm bắt đầu khảo sát thì tỉ số khối lương Mg và Na là 0,25 Hỏi sau bao lâu thì tỉ số khối lượng ấy bằng 9
Câu 8 Proton bắn vào hạt nhân liti đứng yên gây ra phản ứng:
1
1
P+37Li → A Z X+ Z A X
a Xác định hạt nhân nguyên tử X, Hạt nhân X còn được gọi là hạt gì? Tính năng lượng toả ra theo đơn vị MeV
b Tính năng lượng toả ra khi tổng hợp được 1g chất X
Biết: mp=1,007u; mLi=7u; mHe=4u
Dạng 2 Năng lượng toả ra khi phản ứng phân hạch-nhiệt hạch
Câu 1 Cho phản ứng hạt nhân:
1
3
T +12D →42He+A Z X +17 , 6 MeV
a Xác định hạt nhân X
b Tính năng lượng toả ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 2 gam Heli Cho biết NA=6,02.1023 phân tử/mol
Câu 2 Cho phản ứng hạt nhân:
1
3
T +12D → X +n
1 Xác định hạt nhân X
2 Tính năng lượng toả ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 1g X
3 Biết năng suất toả nhiệt của than đá là:
q=1 ,25 107J /kg
Trang 9Tính lượng than cần thiết để có năng lượng toả ra giống như khi tổng hợp được một gam X
Biết: mT=3,01605u; mD=2,014104u; m α =4,0026u; mn=1,00867u; u=931Mev/c2
Câu 3 1 Tính năng lượng toả ra khi đốt cháy toàn bộ hạt nhân đơteri chứa trong 1kg nước trong lò phản ứng, biết rằng tỉ lệ nước nặng D2O trong nước thường là 1/16000 và hạt nhân Đơteri đốt cháy lần lượt theo các phản ứng sau đây:
1
2D+12D →31T +11H
1
2D+12D →32He+01n
1
2D+23He→24 He+11H
1
2
D+13T →42He+01n
Biết: mD=2,0141u; mT=3,01605u; mHe3=3,01603u; mHe4=4,0015;
mp=1,0073u; mn=1,00867u
2 Cho biết 1kg xăng khi cháy hết sẽ toả ra một năng lượng là 13kwh, Hãy tính lượng xăng cần thiết làm toả ra lượng như trên
Câu 4 Một trong các phản ứng phân hạch của Urani 23592U là sinh ra hạt nhân molip đen 4295Mo và Lantan 13957 La đồng thời kèm theo 1 số hạt nơtron và electron
a Hỏi có bao nhiêu hạt nơtron và electron mới sinh ra Viết phương trình phản ứng nhiệt hạch nói trên
b Tính ra Jun năng lượng mà một phân hạch toả ra
c Lấy giá trị vừa tính làm năng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân U(thật ra U có thể phân hạch theo nhiều cách khác nhau) thì cần phải đốt một lượng than bao nhiêu để có năng lượng bằng năng lượng tỏa ra khi một kg U bị phân hạch
d Một nhà máy điện nguyên tử dùng nhiên liệu bằng Urani nói trên (với giả thiết ở câu c) có công suất 500000kW, hiệu suất 40% Tính lượng U cần dùng trong 1 năm
Biết: mU=234,99u; mMo=94,88u; mLa=138,87u; mn=1,0087u; bỏ qua khối lượng e
-Năng suất toả nhiệt của than: q=2,9.107J/kg
-Đơn vị khối lượng nguyên tử: u=1,66055.10-27kg
Câu 5 Biết trong nước thường có 0,015% nước nặng D2O
a Tính số nguyên tử Đơteri (D hoặc 21H ) có trong một kg nước thường
b Nguyên tử D được dùng làm nhiệt liệu cho phản ứng nhiệt hạch sau:
D+D→ T + p
Tính năng lượng có thể thu được từ một kg nước thường nếu toàn bộ đơteri thu được đều dùng làm nhiên liệu cho PƯ nhiệt hạch
Trang 10c Cần bao nhiêu kg dầu để toả năng lượng nói trên.
Biết: mD=2,0136u; mT=3,016u; mP=1,0073u
+ Đơn vị khối lượng nguyên tử: u=931Mev/c2
+ Năng suất toả nhjiệt của dầu: q=3.107J/kg
Câu 6.trong phản ứng vỡ hạt nhân Urani 23592U năng lượng trung bình toả
ra khi phân chia một hạt nhân là 200MeV
a Tính năng lượng toả ra trong quá trình phân chia hạt nhân của 1kg Urani trong lò phản ứng
b Cần phải đốt một lượng than bằng bao nhiêu để có được lượng nhiệt như trên, biết năng suất toả nhiệt của than bằng 2,93.107J/kg
c Một nhà máy điện nguyên tử dùng nhiên liệu bằng Urani nói trên có công suất 500000kW, hiệu suất 20% Tính lượng U cần dùng trong 1 năm
d Để có cùng công suất thì lượng than tiêu thụ hàng năm của nhà máy nhiệt điện bằng bao nhiêu, biết rằng hiêu suất nhà máy nhiệt điện là 75%
Dạng 3 Độ hụt khối-Năng lượng liên kết
Lý thuyết:
Câu 1 Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn
1 Hãy tính năng lượng liên kết riêng của 92
235
U
2 Một phản ứng phân hạch có thể sảy ra của U235 là tạo thành 58
140
Ce ,4193Nb
đồng thời kèm theo các hạt nơtron và electron
a Viết phương trình phản ứng
b Năng lượng liên kết riêng của 14058 Ce là 8,45Mev của Nb là 8,7Mev Tính năng lượng toả ra khi phân hạc 1kg U235
Biết khối lượng các hạt nhân: mU=234,97u; mp=1,0073u; mn=1,0087u; u=931Mev/c2
Câu 2 Hãy chỉ ra thành phần cấu tạo và tính năng lượng liên kết của hạt nhân xênon 12954 Xe Cho biết khối lượng hạt nhân xênon mXe=128,9048u;
mp1,0073u; mn=1,00867u
Câu 3 Hạt nhân triti(T) và đơteri(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 hạt nhân triti là Δm T=0 , 0087 u
của hạt đơteri là Δm D=0 ,0024 u của hạt nhân X là Δm X=0 , 0305 u ; 1u=931Mev/c2
Câu 4 Tính năng lượng liên kết và năng lượng liên kết của hạt nhân urani
92
235U Cho biết khối lượng nguyên tử mu=235,0439u; mp1,0073u;
mn=1,00867u
Dạng 4 Năng lượng tối thiểu để phản ứng xảy ra