CHƯƠNG IX HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ CHỦ ĐỀ 25 CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ ĐỘ HỤT KHỐI – NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN A.. + Lực hạt nhân không cùng bản chất với lực hấp dẫn hay lực tĩnh điện; nó
Trang 1CHƯƠNG IX HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
CHỦ ĐỀ 25 CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
ĐỘ HỤT KHỐI – NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN
A TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN
I CẤU TẠO HẠT NHÂN
1 Cấu tạo hạt nhân
+ Hạt nhân có kí hiệu Z AX có A nuclôn Trong đó gồm : Z prôtôn, N = A – Z
nơtrôn
+ Kí hiệu của prôtôn: p 11p 11H
+ Kí hiệu của nơtrôn: n 01n
2 Bán kính của hạt nhân: 13 15
1, 2 10
Thể tích của hạt nhân tỉ lệ với số khối của nó
3 Đồng vị
Các nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng một số prôtôn Z, nhưng khác về số
nơtrôn N gọi là đồng vị
4 Một số đơn vị thường dùng trong Vật lí hạt nhân
+ Khối lượng nguyên tử : Đơn vị u có giá trị bằng 1
12 khối lượng của nguyên
tử đồng vị 12
6C
2
1u 1,66055.10 kg 931,5 Mev 1uc 931,5 Mev
c
+ u có giá trị xấp xỉ khối lượng của nuclôn, nên hạt nhân có số khối A thì có
khối lượng xấp xỉ bằng A(u)
+ Đơn vị năng lượng :
1ev1,6.10 J � 1Mev10 1, 6.10 J 1, 6.10 J
+ Một số đơn vị nguyên tử thường gặp: m p 1,67262.1027 kg1, 00728u
27 31
1,67493.10 1,00866 9,31.10 0,0005468
n e
+ Số Avôgađrô: NA = 6,023.1023 mol-1
+ Điện tích nguyên tố: e = 1,6.10-19 C + Các công thức liên hệ:
Số mol :
; A : kho�i l���ng mol (g/mol) hay so� kho�i (u) m = : kho�i l���ng
N : so� ha�t nha�n nguye�n t��
N = 6,023.10 nguye�n t��/mol
A A
n
n
5 Lực hạt nhân
+ Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực hạt nhân (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh)
+ Lực hạt nhân không cùng bản chất với lực hấp dẫn hay lực tĩnh điện; nó là loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân gọi là lực tương tác mạnh
+ Đặc điểm : Phạm vi tác dụng mạnh
6 Hệ thức Anhxtanh + Hạt nhân có khối lượng nghỉ m , chuyển động với vận tốc 0 v, có năng lượng
toàn phần tính theo công thức:
2
E mc (với động năng K 2
2
mv
K ) + Một vật có khối lượng m ở trạng thái nghỉ, khi chuyển động với vận tốc 0 v,
khối lượng của vật sẽ tăng lên thành m với
0 2 2 1
m m
v c
+ Hệ thức Anhxtanh: 2
0
E mc � K E E Với 2
0 0
E m c là năng lượng nghỉ của vật
7 Độ hụt khối m của hạt nhân A
Z X
m �Zm A Z m m �
+ Nếu m 0 thì hạt nhân bền vững
+ Nếu m 0 thì hạt nhân không tồn tại
+ m là khối lượng của hạt nhân hn A
Z X Khối lượng hạt nhân bao giờ cũng nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn cấu thành hạt nhân
8 Năng lượng liên kết W của hạt nhân lk A
Z X
Trang 2Khi muốn phá vỡ hạt nhân thành các nuclôn riêng biệt, ta phải cung cấp cho nó
một năng lượng bằng E
+ Khi đơn vị của W lk J; � �� �m p m n m hn kg thì
W mc ��Zm A Z m m ��c
với c3.108 m s/ là vận tốc ánh sáng trong chân không
+ Khi đơn vị của W lk Mev; � �� �m p m n m hn u thì
9 Năng lượng liên kết riêng W lk
A
của hạt nhân A
Z X
+ Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết trên một nuclôn :
1
lk
W
Zm A Z m m
A A
+ Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững
Chú ý : Hạt nhân có số khối trong khoảng từ 50 đến 70, năng lượng liên kết riêng
của chúng có giá trị lớn nhất vào khoảng 8,8Mev
nu
Trang 3B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Hãy chọn câu đúng: Các nguyên tử gọi là đồng vị khi
A Có cùng vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn
B Hạt nhân chứa cùng số proton Z nhưng số notron N khác nhau
C Hạt nhân chữa cùng số proton Z nhưng sô nuclon A khác nhau
D Cả A, B, C đều đúng
Câu 2: Hãy chọn câu đúng
A Khối lượng của nguyên tử bằng khối lượng của hạt nhân
B Có hai loại nuclon là proton và electron
C Bán kính của nguyên tử bằng bán kính hạt nhân
D Điện tích của nguyên tử bằng điện tích hạt nhân
Câu 3: Hãy chọn câu đúng:
A Trong ion đơn nguyên tử, số proton bằng số electron
B Trong hạt nhân, số proton phải bằng số notron
C Trong hạt nhân, số proton bằng hoặc nhỏ hơn số notron
D Lực hạt nhân có bán kính tác dụng bằng bán kính nguyên tử
Câu 4: Chọn câu sai:
A Một mol nguyên tử (phân tử) gồm NA nguyên tử (phân tử) NA = 6,023.1023
hạt
B Khối lượng của một nguyên tử Cacbon bằng 12g
C Khối lượng của một mol N2 bằng 28g
D Khối lượng của một mol ion H+ bằng 1g
Câu 5: Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ:
A Các proton B Các notron C Các electron
D Các nuclon
Câu 6: Đơn vị đo khối lượng trong vật lí hạt nhân có thể dùng:
A kg B Đơn vị khối lượng
nguyên tử (u)
B Đơn vị eV2
c hoặc 2
MeV
c D Cả A, B và C đều
đúng
Câu 7: Đơn vị khối lượng nguyên tử của 1 u là:
A 1 u 1,66055.1027kg B 1 u 931,5 MeV2
c
C 1
1
12
u khối lượng nguyên tử 126C D Cả A, B và C đều
đúng
Câu 8: Hạt nhân nguyên tử 23592U có bao nhiêu notron và proton
A p = 92, n = 143 B p = 143, n = 92
C p = 92, n = 235 D p = 235, n = 93
Câu 9: So với hạt nhân 1429Si, hạt nhân 2040Ca có nhiều hơn
A 11 nơtrôn và 6 prôtôn B 5 nơtrôn và 6 prôtôn
C 6 nơtrôn và 5 prôtôn D 5 nơtrôn và 12 prôtôn
Câu 10: Hạt nhân Liti có 3 proton và 4 notron Hạt nhân này có kí hiệu như thế nào?
3
7Li
Câu 11: Nguyên tử của đồng vị phóng xạ 23592U có:
A 92 electron và tổng số proton và electron bằng 235
B 92 proton và tổng số electron và notron bằng 235
C 92 notron và tổng số notron và proton bằng 235
D 92 notron và tổng số proton và electron bằng 235
Câu 12: Hạt nhân 146C phóng xạ - Hạt nhân con sinh ra có
A 5 prôtôn và 6 nơtron B 6 prôtôn và 7 nơtron
C 7 prôtôn và 7 nơtron D 7 prôtôn và 6 nơtron
Câu 13: Hạt nhân nguyên tử 23592U có bao nhiêu notron và proton:
A p = 92, n = 143 B p = 143, n = 92 C p = 92, n = 235 D p
= 235, n = 93
Câu 14: Cho hạt nhân 10X
5 Hãy tìm phát biểu sai:
A Số nơtrôn: 5 B Số prôtôn: 5
C Số nuclôn: 10 D Điện tích hạt nhân: 6e
Câu 15: Tìm phát biểu sai về hạt nhân nguyên tử 2311Na
A Hạt nhân Na có 11 nuclôn B Số nơtron là 12
C Số prôton là 11 D Số nuclôn là 23
Câu 16: Hãy cho biết thành phần cấu tạo của hạt nhân nguyên tử Pôlôni 210Po
84 ?
A Hạt nhân Pôlôni có Z = 210 prôtôn và N = 84 nơtrôn
B Hạt nhân Pôlôni có Z = 84 prôtôn và N = 126 nơtrôn
C Hạt nhân Pôlôni có Z = 126 prôtôn và N = 84 nơtrôn
D Hạt nhân Pôlôni có Z = 210 prôtôn và N = 126 nơtrôn
Câu 17: Nhân Uranium có 92 proton và tổng cộng có 143 nơtron, kí hiệu của hạt nhân
này là:
Trang 4A 237U
92 B 235U
92 C 92U
235 D
U
92
237
Câu 18: Hạt nhân AX
Z có khối lượng là mX Khối lượng của prôtôn và của nơtron lần lượt là mp và mn Độ hụt khối của hạt nhân AX
A m = [Zmn + (A - Z)mp] - mX B.m = mX - (mn + mp)
C.m = [Zmp + (A - Z)mn] - mX D m = (mn + mp) - mX
Câu 19: 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
X, Y
Câu 20: 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
Câu 21: Khối lượng của hạt nhân 10Be
4 là 10,0113u; khối lượng của nơtron là mn = 1,0086u; khối lượng của prôtôn là mp = 1,0072u Độ hụt khối của hạt nhân 10Be
4 là:
A 0,9110u B 0,0811u C 0,0691u D
0,0561u
Câu 22: Cho 1u = 931,5 MeV/c2 Hạt α có năng lượng liên kết riêng 7,1 MeV Độ hụt
khối của các nuclon khi liên kết thành hạt α là :
0,0415u
Câu 23: Khối lượng của hạt nhân 23290Th là mTh 232,0381 u; khối lượng của
notron là mn 1,0087 ; u khối lượng của proton là mn 1,0073 u Độ hụt khối của
hạt nhân 23290Th là:
A 1,8543 u B 18,543 u C 185,43 u D
1854,3 u
Câu 34: Hạt nhân 104Becó khối lượng 10,0135u Khối lượng của nơtrôn mn = 1,0087u; khối lượng của prôtôn mP = 1,0073u; 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 104Be là
A 0,6321 MeV B 63,2152 MeV C 6,3215 MeV D 632,1531 MeV
Câu 25: Cho khối lượng của proton, notron, 40Ar
18 , 6Li
3 lần lượt là: 1,0073 u; mn = 1,0087u; mLi = 6,0145 u; mAr = 40,0256 u và 1u = 931,5 MeV/c2 So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 6Li
3 thì năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 40Ar
18
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 26: Năng lượng liên kết của các hạt nhân 2H
1 ; 2He
2 ; 56Fe
26 và 235U
92 lần lượt là 2,22MeV; 28,3 MeV; 492 MeV và 178,6 MeV Hạt nhân bền vững nhất là:
A 2H
1 B 2He
2 C.2656Fe D
U
235 92
Câu 27: Tính năng lượng liên kết của hạt nhân 126
52Te Cho mp = 1,0073 u ; mn = 1,0087 u MTe = 125,9033 u; cho u = 931,5 MeV/c2
A 1024,94 MeV B 10,94 MeV C 102 MeV D 24,94 MeV
Câu 28: Tình năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Molypđen 9842Mo Cho mp = 1,0073u; mn = 1,0087u; mMo = 97,9054u; u = 931,5 MeV/c2
A 8,3MeV B.8,1 MeV C 7,9MeV D 7,8 MeV
Câu 29: Khối lượng của hạt nhân 10Be
4 là mBe = 10,0113 u, khối lượng của nơtron là
mn = 1,0087u, khối lượng của prôtôn là mp = 1,0073u và 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết của hạt nhân10Be
4 là:
6,4332 KeV
Câu 30: Khối lượng của hạt nhân 1020Ne là mNe = 19,9870 u, khối lượng của nơtron là
mn = 1,0087u, khối lượng của prôtôn là mp = 1,0073u và 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết của hạt nhân 1020Ne là:
Trang 5A 1,86.105MeV B 1,86.103MeV C 2,99.10 9J D.
Một giá trị khác
Câu 31: Cho năng lượng liên kết của hạt nhân α bằng 36,4 MeV Năng lượng liên kết
riêng của hạt nhân đó bằng
A 18,2 MeV/nuclon B 6,067 MeV/nuclon
C 9,1 MeV/nuclon D 36,4 MeV/nuclon
Câu 32: Biết khối lượng của prôtôn mp = 1,0073u; khối lượng nơtron mn = 1,0087u;
khối lượng của hạt nhân Dơteri mD = 2,0136u và 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên
kết riêng của hạt nhân nguyên tử Dơteri 2D
1 là
A 1,12MeV B 2,24MeV C 3,36MeV D
1,24MeV
CHỦ ĐỀ 26 PHÓNG XẠ HẠT NHÂN – PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
A TÓM TẮT KIẾN THỨC CƠ BẢN
I PHÓNG XẠ HẠT NHÂN
1 Các loại phóng xạ
Phóng xạ (4
2He):
�
+ Hạt nhân con lùi hai ô so với hạt nhân mẹ trong bảng hệ thống tuần
hoàn và có số khối giảm 4 đơn vị
+ Là hạt nhân Hêli (24He), mang điện tích dương (+2e) nên lệch về
phía bản âm khi bay qua giữa hai bản tụ điện
+ Chuyển động với vận tốc cỡ 2.107 m s , quãng/ đường đi được
trong không khí cỡ 8 cm, trong chất rắn cỡ vài mm => khả năng đâm xuyên
kém, có khả năng iôn hóa chất khí mạnh
Phóng xạ (-01e):
0
1 1
1 ;
�
+ Hạt nhân con tiến ô so với hạt nhân mẹ trong bảng hệ thống tuần hoàn
và có cùng số khối
+ Thực chất của phóng xạ là một hạt nơtrôn biến thành một hạt prôtôn, một hạt electrôn và một phản hạt nơtrinô %( ) : n � + p e- +% n hay
%
0n�1p1e + Bản chất của phóng xạ là hạt electron 0
1 (e), mang điện tích (-1e) nên bị lệch về phía bản dương của tụ điện
+ Hạt nơtrinô ( ) không mang điện, không khối lượng (hoặc rất nhỏ) chuyển động với vận tốc ánh sáng và hầu như không tương tác vật chất
+ Phóng ra với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng
+ Iôn hóa chất khí yếu hơn tia + Khả năng đâm xuyên mạnh, đi được vài mét trong không khí và vài milimet trong kim loại
Phóng xạ (+01e):
0
1 1
1 ;
�
+ Hạt nhân con lùi một ô so với hạt nhân mẹ trong bảng hệ thống tuần hoàn
+ Thực chất của phóng xạ là một hạt prôton biến thành một hạt nơtron, một hạt pôzitron và một hạt nơtrinô ( ) :
p � + n e++ v hay 1 1 0
1p�0n1e + Bản chất của tia phóng xạ là hạt pôzitron (+01e
), mang điện tích dương (+e) nên bị lệch về phía bản âm của tụ điện (lệch nhiều hơn tia và đối xứng với tia )
+ Phóng ra với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng
+ Iôn hóa chất khí yếu hơn tia + Khả năng đâm xuyên mạnh, đi được vài mét trong không khí và vài milimet trong kim loại
Phóng xạ (photon)
0 0
Z X � Z X
+ Có bản chất là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (< 0,01 nm) Là chùm photon có năng lượng cao
+ Là bức xạ điện từ không mang điện nên không bị lệch trong điện trường
và từ trường
+ Có các tính chất như tia Rơnghen, có khả năng đâm xuyên lớn, đi được vài mét trong bê tông và vài centimet trong chì và rất nguy hiểm
Trang 6+ Hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích có mức năng lượng cao E m
khi chuyển về mức năng lượng thấp hơn E thì phát ra năng lượng dưới dạng một n
photon của tia Vậy phóng xạ là phóng xạ đi kèm theo các phóng xạ ,
Không có sự biến đổi hạt nhân trong phóng xạ
+ Năng lượng gamma phát ra : hc m n
g e
l
2 Định luật phóng xạ
- Số nguyên tử (hạt nhân) chất phóng xạ còn lại sau thời gian t
02 0
t
t T
N=N - =N e-l
- Số hạt nguyên tử bị phân rã bằng số hạt nhân con được tạo
thành và bằng số hạt ( hoặc e- hoặc e+) được tạo thành:
0 0(1 t)
N N N N e-l
D = - =
- Khối lượng chất phóng xạ còn lại sau thời gian t
t
t T
Trong đó: N0, m0 là số nguyên tử, khối lượng chất phóng xạ ban đầu
T là chu kỳ bán rã
ln2 0,693
l = = là hằng số phóng xạ
k t
T
= là số chu kì bán rã trong thời gian t và T không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài mà chỉ
phụ thuộc bản chất bên trong
của chất phóng xạ
- Khối lượng chất bị phóng xạ sau thời gian t: D =m m0- m=m0(1- e-l t)
- Phần trăm chất phóng xạ bị phân rã:
0
1 t
m
e m
l
-D
=
- Phần trăm chất phóng xạ còn lại:
0 2
t t T m
e m
l
- Khối lượng chất mới được tạo thành sau thời gian t:
N
-D
Trong đó: A, A1 là số khối của chất phóng xạ ban đầu và của chất mới được tạo thành
NA = 6,023.10-23 mol-1 là số Avôgađrô
Lưu ý: Trường hợp phóng xạ +, - thì A = A1 m1 = m
- Độ phóng xạ H: Là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ, đo bằng số phân rã trong 1 giây
02 0
t
t T
H=l N =H - =H e-l
H0 = N0 là độ phóng xạ ban đầu
Đơn vị: Becơren (Bq); 1Bq = 1 phân rã/giây; Curi (Ci); 1
Ci = 3,7.1010 Bq
Lưu ý: Khi tính độ phóng xạ H, H0 (Bq) thì chu kỳ phóng xạ T phải đổi ra đơn vị giây (s)
- Thể tích của dung dịch chứa chất phóng xạ : 0 0
2
t T
H
H
=
Với V là thể tích dung dịch chứa độ phóng xạ H
Chu kì bán rã của một số chất
Chất phóng xạ
Cacbon 12
6C
Oxi 16
8O
Urani 235
92U
Poloni 210
84Po Rađi
226
88Ra Radon
219
86Ra
Iôt 131
53I
Chu kì bán rã (T)
5730 năm
122 s 7,3.108
năm
138 ngày
ngày
- Ứng dụng của các đồng vị phóng xạ : trong phương pháp nguyên tử đánh
dấu, trong khảo cổ xác định tuổi cổ vật dựa vào lượng đồng vị cacbon 14
C
3 Phản ứng hạt nhân
a Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của hạt nhân Phản ứng hạt nhân được
chia làm hai loại:
- Phản ứng hạt nhân tự phát: là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không
bền vững thành các hạt nhân khác
Trong đó : A là hạt nhân mẹ
C là hạt nhân con
D là tia phóng xạ (a b, , )
Trang 7- Phản ứng hạt nhân kích thích: là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo
thành các hạt nhân khác A B+ � +C D
- Phương trình phản ứng: 1 2 3 4
1 1 2 2 3 3 4 4
A
Trong số các hạt này có thể là hạt sơ cấp như nuclôn, eletrôn, phôtôn
Trường hợp đặc biệt là sự phóng xạ: X1 X2 + X3 Với X1 là hạt nhân mẹ,
X2 là hạt nhân con, X3 là hạt hoặc
b Các định luật bảo toàn
- Bảo toàn số nuclôn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4
- Bảo toàn điện tích (nguyên tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4
- Bảo toàn động lượng: uur uur uur uurp1+p2=p3+p4 hay
1 1 2 2 4 3 4 4
m v ur + m v ur = m v ur + m v ur
- Bảo toàn năng lượng: KX1+ KX2 +D = E KX3+ KX4
Trong đó: E là năng lượng phản ứng hạt nhân
1 2
2
K = m v là động năng chuyển động của hạt X
- Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần:
E +E =E +E hay ( m1+ m c2) 2+ K1+ K2= ( m3+ m c4) 2+ K3+ K4
Lưu ý: + Không có định luật bảo toàn khối lượng của hệ.
+ Mối quan hệ giữa động lượng p X và động năng K X của hạt X là:
2 2
+ Khi tính vận tốc v hay động năng K thường áp dụng quy tắc hình bình
hành
Ví dụ: ur uur uur p = p1+ p2 biết �
1 2 ( ; p p )
j = uur uur suy ra
1 2 2 1 2
hay m v2 2= m v1 12 2+ m v2 22 2+ 2 m m v v cosj1 2 1 2
hay mK = m K1 1+ m K2 2+ 2 m m K K cosj1 2 1 2
Tương tự khi biết �
φ = ( ; ) uur ur p p hoặc �
φ = ( ; ) uur ur p p
Trường hợp đặc biệt: uur uur p1^ p2 2 2 2
Tương tự khi uur ur p1^ p hoặc uur ur p2^ p
v = 0 (p = 0) p1 = p2 1 1 2 2
Tương tự v1 = 0 hoặc v2 = 0
c Phản ứng hạt nhân thu năng lượng và tỏa năng lượng
Trong phản ứng hạt nhân
3
1 1 2 2 3 3 4 4
A
Gọi mi là khối lượng của hạt nhân i
D mi là độ hụt khối của hạt nhân i
Năng lượng phản ứng hạt nhân:
2
D = D + Nếu :
D = + - + >
Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
D =m (m1+m2) (- m3+m4) 0<
Phản ứng hạt nhân thu năng lượng
+ Hay :
Dm' (= D +Dm1 m2) (- Dm3+Dm4) 0> Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
Dm' (= D +Dm1 m2) (- Dm3+Dm4) 0< Phản ứng hạt nhân thu năng lượng
d Năng lượng phản ứng
Q= m +m - m +m c = K +K - K +K J
Trong đó đơn vị của m (kg), Q (J)
Nếu đơn vị của m (u), Q (MeV) thì ta có :
[( 1 2) ( 3 4) 931,5] [( 3 4) ( 1 2) (] )
Q= m +m - m +m = K +K - K +K MeV
Ta có hai trường hợp:
Q>0 � m1+m2>m3+m4: Phản ứng tỏa năng lượng
Q<0 � m1+m2<m3+m4: Phản ứng thu năng lượng
p
ur
1
p
uur
2
p
uur φ
Trang 8E CÁC DẠNG TOÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Dạng 1: Tính năng lượng phản ứng A + B C + D
* W = ( m0 – m)c2 * W = Wlksau- Wlktr * W
= Wđsau Wđtr
Dạng 2: Độ phóng xạ
A
m T
A
m T
0
t
02
* Thời gian tính bằng giây * Đơn vị : 1 Ci = 3,7.1010Bq
Dạng 3: Định luật phóng xạ
* Độ phóng xạ(số nguyên tử, khối lượng) giảm n lần
n
H
2
0
* Độ phóng xạ(số nguyên tử, khối lượng) giảm (mất đi) n%
n H
2
1
0
%
* Tính tuổi : H = T
t
H0 2 , với H0 bằng độ phóng xạ của thực vật sống tương
tự, cùng khối lượng
* Số nguyên tử (khối lượng) đã phân rã : 0( 1 2 T)
t N
phương trình phản ứng để xác định số hạt nhân đã phân rã bằng số hạt nhân tạo thành
* Vận dụng định luật phóng xạ cho nhiều giai đoạn:
N1 N2
) 1
0
1
t e N
N 2 N2 1- e- ( t 4 t3)}
3
0 2
t e N
Dạng 4 : Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần và bảo toàn động lượng
* Động lượng :
D C B
p
* Năng lượng toàn phần : W = Wđsau Wđtr * Liên hệ : p2 2 mWđ * Kết hợp dùng giản đồ vectơ
Dạng 5 : Năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng
* WlkX ( Zmp Nmn mX) c2 (là năng lượng toả ra khi kết hợp các nucleon thành hạt nhân, cũng là năng lượng để tách hạt nhân thành các nucleon riêng rẻ)
*
A
W
lkrX (hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững)
B CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM Câu 1: Chọn câu sai Tia :
A Chuyển động với vận tốc cỡ 2.10 4 m s/ B Làm ion hóa chất khí
C Làm phát quang một số chất D Có khả năng đâm xuyên mạnh
Câu 2: Chọn câu sai Các tia không bị lệch trong điện trường và từ trường là:
A Tia và tia B Tia và tia
C Tia và tia Rơnghen D Tia và tia Rơnghen
Câu 3: Chọn câu sai khi nói về tia
A Mang điện tích âm B Có bản chất như tia X
C Có vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng D Ion hóa chất khí nhưng yếu hơn so với tia
Câu 4: Chọn câu sai khi nói về tia
A Không mang điện tích B Có bản chất như tia X
C Có khả năng đâm xuyên rất lớn D Có vận tốc nhỏ hơn vận tốc ánh sáng
Câu 5: Chọn phát biểu đúng khi nói về tia
A Các nguyên tử Hêli bị ion hóa B Các electron
C Sóng điện từ có bước sóng ngắn D Các hạt nhân nguyên tử Hyđro
Trang 9Câu 6: Một hạt nhân Z AX sau khi phóng xạ đã biến đổi thành hạt nhân ZA1Y Đó là
phóng xạ
A Phát ra hạt B Phát ra C Phát ra D
Phát ra
Câu 7: Chọn câu sai trong các câu sau:
A Tia gồm các hạt nhân của nguyên tử Hêli
B Tia gồm các hạt có cùng khối lượng với electron nhưng mang điện tích
nguyên tố dương
C Tia gồm các electron nên không phải phóng ra từ hạt nhân
D Tai lệch trong điện trường ít hơn tia
Câu 8: Tính chất nào sau đây không phải là tính chất chung của các tia , ,
A Có khả năng iôn hóa không khí B Bị lệch trong điện trường
hoặc từ trường
C Có tác dụng lên phim ảnh D Có mang năng lượng
Câu 9: Điều nào sau đây là sai khi nói về tia
A Tia thực chất là hạt nhân nguyên tử Hêli
B Khi đi qua điện trường giữa hai bản tụ điện, tia bị lệch về phía bản âm
của tụ điện
C Tia phóng ra từ hạt nhân với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng
D Khi đi qua không khí, tia làm iôn hóa không khí và mất dàn năng lượng
Câu 10: Khi nói về tia , phát biểu nào sau đây là sai?
A Tia phóng ra từ hạt nhân với tốc độ bằng 2000 m/s
B Khi đi qua điện trường giữa hai bản tụ điện, tia bị lệch về phía bản âm
của tụ điện
C Khi đi trong không khí, tia làm ion hóa không khí và mất dần năng lượng
D Tia là dòng các hạt nhân heli (4
2He)
Câu 11: Trong phóng xạ , so với hạt nhân mẹ trong bản phân loại tuần hoàn thì hạt
nhân con có vị trí:
Tiến 2 ô
Câu 12: Trong phóng xạ , so với hạt nhân mẹ trong bản phân loại tuần hoàn thì hạt
nhân con có vị trí:
Tiến 2 ô
Câu 13: Trong phóng xạ , so với hạt nhân mẹ trong bản phân loại tuần hoàn thì hạt nhân con có vị trí:
Tiến 2 ô
Câu 14: 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
Câu 15: Phát biểu nào sao đây là sai khi nói về độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ)?
A Độ phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ
B Đơn vị đo độ phóng xạ là becơren
C Với mỗi lượng chất phóng xạ xác định thì độ phóng xạ tỉ lệ với số nguyên
tử của lượng chất đó
D Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ phụ thuộc nhiệt độ của lượng chất đó
Câu 16: Hạt nhân 210Po
84 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
Câu 17: Chọn câu sai:
A Độ phóng xạ đặc trưng cho chất phóng xạ
B Chu kì bán rã đặc trưng cho chất phóng xạ
C Hằng số phóng xạ đặc trưng cho chất phóng xạ
D Hằng số phóng xạ và chu kì bán rã của chất phóng xạ tỉ lệ nghịch với nhau
Câu 18: Chu kì bán rã của một chất phóng xạ là thời gian sau đó
A Hiện tượng phóng xạ lập lại như cũ
B 1
2 số hạt nhân phóng xạ bị phân rã
C Khối lượng chất phóng xạ tăng lên gấp hai lần khối lượng ban đầu
D Độ phóng xạ tăng gấp một lần
Câu 19: Chọn câu sai trong các câu sau đây khi nói về các định luật bảo toàn mà phản
ứng hạt nhân phải tuân theo:
A Bảo toàn điện tích B Bảo toàn số nuclon
C Bảo toàn năng lượng và động lượng D Bảo toàn khối lượng
Trang 10Câu 20: Hiện tượng nào dưới đây xuất hiện trong quá trình biến đổi hạt nhân nguyên
tử:
A Phát ra tia X B Hấp thụ nhiệt
C Ion hóa D Không có hiện tượng nào
trong câu A, B và C
Câu 21: Phản ứng nhiệt hạch là
A sự kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình tạo thành hạt nhân nặng hơn
B phản ứng hạt nhân thu năng lượng
C phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn
D phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
Câu 22: 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
Câu 23: Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào đúng với nội dung định luật
phóng xạ
0
1
2
t
m m e
Câu 24: Phương trình của định luật phóng xạ được biểu diễn bởi công thức nào sau:
A N N e0 t B N N e0 t C
0 t
0 t
Câu 25: Chọn câu sai:
A Tổng điện tích của các hạt ở hai vế của phương trình phản ứng hạt nhân
bằng nhau
B Trong phản ứng hạt nhân số nuclon được bảo toàn nên khối lượng của các
nuclon cũng được bão toàn
C Sự phóng xạ là một phản ứng hạt nhân, chỉ làm thay đổi hạt nhân nguyên tử
của nguyên tố phóng xạ
D Sự phóng xạ là một hiện tượng xảy ra trong tự nhiên, không chịu tác động
của các điều kiện bên ngoài
Câu 26: Chất Radi phóng xạ hạt có phương trình: 22688Ra � y xRn
A x = 222, y = 86 B x = 222, y = 84 C x = 224, y = 84 D x
= 224, y = 86
Câu 27:Trong phản ứng hạt nhân: 199F11H�168O X thì X là:
Hạt
Câu 28: Trong phản ứng hạt nhân
Mg X Na
�
�
A proton và electron B electron và Dơtơri
C proton và Dơtơri D Triti và proton
Câu 29: Trong phản ứng hạt nhân
2 2
1 1
D D X p
Na p Y Ne
�
�
A Triti và Dơtơri B và Triti C Triti và D proton và
Câu 30: Chọn câu sai trong các câu sau:
A Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa hai hạt nhân dẫn đến sự biến đổi của chúng thành các hạt khác
B Định luật bảo toàn số nuclon là một trong các định luật bảo toàn của phản ứng hạt nhân
C Trong phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng, các hạt nhân mới sinh ra kém bền vững hơn
D Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì năng lượng liên kết càng lớn
Câu 31: Trong phản ứng hạt nhân dây chuyền, hệ số nhân nơtron s có giá trị
≥ 1
Câu 32: Trong quá trình phân rã 23892U phóng ra tia phóng xạ và tia phóng xạ theo phản ứng 238
92 A 8 6
Z
U � X Hạt nhân X là:
Một hạt nhân khác
Câu 33: Chọn câu sai Tần số quay của một hạt trong máy xiclôtron
A Không phụ thuộc vào vận tốc của hạt B Phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo
C Không phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo D Phụ thuộc vào điện tích của hạt