Co ban Vat Ly hat nhan

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.A. Biết đồng vị phóng xạ.[r]

Chuyên đề VẬT LÝ HẠT NHÂN

Đợ hụt khới Cấu trúc hạt nhân Năng lượng liên kết

 Số proton trong hạt nhân: Z

 Số nuclon: A

 Số notron: A - Z

 Độ hụt khối: Δm = Zmp + Nmn – m = Zmp + (A - Z)mn - m

 Năng lượng liên kết: Elk = Δm.c2

 Năng lượng liên kết riêng: ΔE = Elk/A

Câu 1: Để so sánh độ bền vững giữa hai hạt nhân chúng ta dựa vào đại lượng

A Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

B Độ hụt khối của hạt nhân

C Năng lượng liên kết của hạt nhân

D Số khối A của hạt nhân

Câu 2: Khối lượng của hạt nhân

232

90Th là mTh = 232,0381(u), biết khối lượng của nơtrơn là mn=1,0087 (u) khối lượng prơtơn

là mp = 1,0073 (u) Độ hụt khối của hạt nhân 23290Th là

Câu 3: Khối lượng của hạt nhân 104Be là 10,0113 (u), khối lượng của nơtrơn là mn = 1,0086 (u) khối lượng prơtơn 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 4: Cho biết mp = 1,0073u ; mn = 1,0087u ; mD = 2,0136u ; 1u = 931 MeV/c2 Tìm năng lượng liên kết của nguyên tử Đơtêri 12H

Câu 5: Cho

2

4, 0015 ; n 1,0087 ; p 1,0073 ;1 931,5 /

Năng lượng cần thiết để tách các hạt nhân trong 1g 24He thành các proton và các notron tự do là

A 4,28.1024 MeV B 6,85.1011 J C.A, B đều đúng D Đáp án khác

Câu 6: Một khối lượng prơtơn là mp = 1,0073u ; khối lượng nơtrơn là mn = 1,0087u ; khối lượng hạt α là mα = 4,0015u ; 1u =

931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng của 24He là

Câu 7 Hạt nhân H 23892U cĩ cấu tạo gồm:

A 238p và 92n; C 92p và 238n;

B 238p và 146n; D 92p và 146n

Câu 8 Phát biểu nào sau đây là đúng?

A Năng lượng liên kết là tồn bộ năng lượng của nguyên tử gồm động năng và năng lượng nghỉ

B Năng lượng liên kết là năng lượng tỏa ra khi các nuclon liên kết với nhau tạo thành hạt nhân

C Năng lượng liên kết là năng lượng tồn phần của nguyên tử tính trung bình trên số nuclon

D Năng lượng liên kết là năng lượng liên kết các electron và hạt nhân nguyên tử

Câu 9 Hạt nhân đơteri ❑12D cĩ khối lượng 2,0136u Biết khối lượng của prơton là 1,0073u và khối lượng của nơtron là 1,0087u Năng lượng liên kết của hạt nhân ❑12D là:

Câu 10 Hạt nhân 2760Co cĩ cấu tạo gồm:

A 33 prơton và 27 nơtron; B 27 prơton và 60 nơtron

C 27 prơton và 33 nơtron; D 33 prơton và 27 nơtron

Câu 11 Hạt nhân 2760Co cĩ khối lượng là 55,940u Biết khối lượng của prơton là 1,0073u và khối lượng của nơtron là 1,0087u Độ hụt khối của hạt nhân 2760Co là:

A 4,544u; B 4,536u; C 3,154u; D 3,637u

Cõu 12 Hạt nhõn 2760Co cú khối lượng là 55,940u Biết khối lượng của prụton là 1,0073u và khối lượng của nơtron là 1,0087u Năng lượng liờn kết riờng của hạt nhõn 2760Co là:

A 70,5MeV; B 70,4MeV; C.48,9MeV; D.54,4MeV

Cõu 13: Hạt nhõn nguyờn tử được cấu tạo bởi những hạt nào?

Cõu 14: Tớnh số nguyờn tử trong 1g O2 cho NA  6, 022.1023 hạt/mol; O = 16

A 376.1020 nguyờn tử B 736.1020 nguyờn tử

Cõu 15: Số prụtụn trong 15,9949 gam 168 O là bao nhiờu?

A 4, 82.1024 B 6, 023.1023 C 96, 34.1023 D 14, 45.1024

Cõu 16: Cho số Avogadro NA = 6,02.1023mol-1 Số hạt nhõn nguyờn tử cú trong 100g iốt phúng xạ (13153I )là bao nhiờu?

Cõu 17: Chọn cõu đỳng Hạt nhõn liti cú 3 prụtụn và 4 nơtron Hạt nhõn này cú kớ hiệu như thế nào?

A 73Li B 43Li C 34Li D 37Li

Cõu 18 Hạt nhõn nguyờn tử chỡ cú 82 prụtụn và 125 nơtron Hạt nhõn nguyờn tử này cú kớ hiệu như thế nào?

A

125

12 Pb B 12125Pb C 82207Pb D 20782 Pb

Bài tọ̃p làm thờm:

Cõu 1: Cho 4 hạt nhõn nguyờn tử cú kớ hiệu tương ứng 21D, T, He, He.31 32 42 Những cặp hạt nhõn nào là cỏc hạt nhõn đồng vị?

Cõu 2: Khối lượng của hạt nhõn

10

4 Belà 10,0113u; khối lượng của prụtụn mp = 1,0072u, của nơtron mn = 1,0086; 1u =

931 MeV/c2 Năng lượng liờn kết riờng của hạt nhõn này là bao nhiờu?

A 6,43 MeV B 6,43 MeV C 0,643 MeV D Một giỏ trị khỏc

Cõu 3: Hạt nhõn 1020Necú khối lượng mNe  19, 986950u Cho biết mp  1, 00726u;mn  1, 008665u;

2 1u931,5MeV / c Năng lượng liờn kết riờng của 1020Ne cú giỏ trị là bao nhiờu?

Cõu 4: Đồng vị phúng xạ cụban

60

27Co phỏt ra tia - và tia  Biết mCo  55, 940u; mn  1, 008665u; mp  1, 007276u

Năng lượng liờn kết của hạt nhõn cụban là bao nhiờu?

A E6, 766.1010J B E3, 766.1010J

C E5, 766.1010J D E7, 766.1010J

Cõu 5: Cho hạt nhõn 42He lần lượt cú khối lượng 4,001506u, mp=1,00726u, mn=1,008665u, u=931,5MeV/c2 Năng lượng liờn kết riờng của hạt nhõn 42He cú giỏ trị là bao nhiờu?

A 7,066359 MeV B 7,73811 MeV C 6,0638 MeV D 5,6311 MeV

Cõu 6: Tớnh năng lượng liờn kết riờng của hạt nhõn3717Cl Cho biết: mp = 1,0087u; mn = 1,00867u; mCl = 36,95655u; 1u = 931MeV/c2

Cõu 7: Biết khối lượng của hạt nhõn U238 là 238,00028u, khối lượng của prụtụn và nơtron là mP=1.007276U; mn = 1,008665u; 1u = 931 MeV/ c2 Năng lượng liờn kết của Urani 23892Ulà bao nhiờu?

Xác định các đại lợng đặc trng cho sự phóng xạ:

1) Xác định số nguyên tử (khối lợng ) còn lại của chất phóng xạ sau thời gian phóng xạ t

-Số nguyên còn lại sau thời gian phóng xạ t : N=N0 e− λ.t =N0 2− t T

-Khối lợng còn lại sau thời gian phóng xạ t : m= m0 e − λ.t =m0 2− t T

Với λ = ln 2

0 ,693 T

-Số nguyên tử có trong m(g) lợng chất : N

NA=

m

A (NA=6,023.1023 hạt/mol là số Avôgađrô)

T = n với n là một số tự nhiên thì áp dụng các công thức: N =N0 2− t T ; m= m0 2− t T

+ Khi t

T là số thập phân thì áp dụng các công thức: N=N0 e − λ.t ; m= m0 e − λ.t

+ Khi t << T thì áp dụng công thức gần đúng : e − λ.t =1- λ t

2 ) Xác định số nguyên tử (khối lợng ) bị phóng xạ của chất phóng xạ sau thời gian phóng xạ t

- Khối lợng bị phóng xạ sau thời gian phóng xạ t : Δ m=m0-m=m0(1- e − λ.t )=m0(1- 2− t T )

- Số nguyên tử bị phóng xạ sau thời gian phóng xạ t : Δ N=N0-N=N0(1- e− λ.t )=N0(1- 2− t T )

Chú ý: + Phần trăm số nguyên tử (khối lợng) chất phóng xạ bị phóng xạ sau thời gian t phân rã là:

N0 .100%=(1- e− λ.t ).100%

% Δ m = Δm

m0 .100% =(1- e− λ.t ).100%

+ Phần trăm số nguyên tử (khối lợng ) còn lại của chất phóng xạ sau thời gian t

%N = N

N0 .100% = e− λ.t .100%

%m = m

m0 .100% = e− λ.t 100%

3) Xác định số nguyên tử (khối lợng ) hạt nhân mới tạo thành sau thời gian phóng xạ t

- Một hạt nhân bị phóng xạ thì sinh ra một hạt nhân mới ,do vậy số hạt nhân mới tạo thành sau thời gian phóng xạ t

bằng số hạt nhân bị phóng xạ trong thời gian đó

ΔN ' = Δ N=N0-N=N0(1- e− λ.t )=N0(1- 2− t T ) -Khối lợng hạt nhân mới tạo thành sau thời gian phóng xạ t: Δm ' = ΔN '

NA A ' (A’ là số khối của hạt nhân mới

tạo thành)

4) Xác định độ phóng xạ của một chất phóng xạ

Đơn vị của độ phóng xạ Bp: 1phân rã /1s= 1Bq (1Ci=3,7.1010Bq)

T .N0 thì phải đổi T ra đơn vị giây(s)

Bài tọ̃p ỏp dụng:

Cõu 1 Cú 100 g chất phúng xạ với chu kỡ bỏn ró là 7 ngày đờm Sau 28 ngày đờm khối lượng chất phúng xạ đú cũn lại là

Cõu 2 Chất phúng xạ iụt 13153I cú chu kỡ bỏn ró 8 ngày Lỳc đầu cú 200 g chất này Sau 24 ngày, số iốt phúng xạ đó bị biến thành chất khỏc là

A 50 g B 175 g C 25 g.D 150 g.

Cõu 3 Sau thời gian t, khối lượng của một chất phúng xạ - giảm 128 lần Chu kỡ bỏn ró của chất phúng xạ đú là

A 128t B 128

t

t

Cõu 4 Chu kỳ bỏn ró của 6027Co bằng gần 5 năm Sau 10 năm, từ một nguồn 6027Co cú khối lượng 1 g sẽ cũn lại

A gần 0,75 g B hơn 0,75 g một lượng nhỏ C gần 0,25 g D hơn 0,25 g một lượng nhỏ.

Câu 5 Chu kì bán rã của chất phóng xạ 9038Sr là 20 năm Sau 80 năm có bao nhiêu phần trăm chất phóng xạ đó phân rã thành chất khác?

Câu 6 Trong nguồn phóng xạ 3215P với chu kì bán rã 14 ngày có 3.1023 nguyên tử Bốn tuần lễ trước đó số nguyên tử 3215P trong nguồn đó là

A 3.1023 nguyên tử B 6.1023 nguyên tử C 12.1023 nguyên tử D 48.1023 nguyên tử

Câu 7 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

Câu 8 Côban phóng xạ 2760Co có chu kì bán rã 5,7 năm Để khối lượng chất phóng xạ giãm đi e lần so với khối lượng ban đầu thì cần khoảng thời gian

Câu 9 Ban đầu có 5 gam chất phóng xạ radon 22286Rn với chu kì bán rã 3,8 ngày Số nguyên tử radon còn lại sau 9,5 ngày là

Câu 10 Hạt nhân 14C

6 là một chất phóng xạ, nó phóng xạ ra tia - có chu kì bán rã là 5600 năm Sau bao lâu lượng chất phóng xạ của một mẫu chỉ còn bằng 1/8 lượng chất phóng xạ ban đầu của mẫu đó

A 16800 năm B 18600 năm C 7800 năm D 16200 năm.

Câu 11 Một chất phóng xạ có hằng số phóng xạ  Sau một khoảng thời gian bằng 

1

tỉ lệ số hạt nhân của chất phóng xạ bị phân rã so với số hạt nhân chất phóng xạ ban đầu xấp xĩ bằng

Câu 12 Gọi t là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đi e lần (e là cơ số của lôga tự nhiên

với lne = 1), T là chu kỳ bán rã của chất phóng xạ Hỏi sau khoảng thời gian 0,51 t chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng ban đầu?

Câu 13 Lượng chất phóng xạ của 14C trong một tượng gỗ cổ bằng 0,65 lần lượng chất phóng xạ của 14C trong một khúc gỗ cùng khối lượng vừa mới chặt Chu kì bán rã của 14C l 5700 năm Tuổi của tượng gỗ là:

A 3521 năm B 4352 năm C 3543 năm D 3452 năm.

Câu 14 Đồng vị Si phóng xạ – Một mẫu phóng xạ Si ban đầu trong thời gian 5 phút có 190 nguyên tử bị phân rã nhưng sau 3 giờ trong thời gian 1 phút có 17 nguyên tử bị phân rã Xác định chu kì bán rã của chất đó

Câu 15 Đồng vị phóng xạ 6629Cu có chu kì bán rã 4,3 phút Sau khoảng thời gian t = 12,9 phút, lượng chất phóng xạ của đồng vị này giảm xuống bao nhiêu %?

A 85 % B 87,5 % C 82, 5 % D 80 %

Câu 16 Xác định chu kì bán rã của đồng vị iôt 13153I biết rằng số nguyên tử của đồng vị này trong một ngày đêm thì giảm đi

8,3%.

Câu 17 Một mẫu radon 22286Rn chứa 1010 nguyên tử Chu kì bán rã của radon là 3,8 ngày Sau bao lâu thì số nguyên tử trong mẫu radon còn lại 105 nguyên tử

Câu 18: Pôlôni (Po210) là chất phóng xạ  có chu kì bán rã T = 138 ngày Một mẫu Pôlôni nguyên chất có khối lượng ban

đầu là 0,01 g Độ phóng xạ của mẫu chất trên sau 3 chu kì bán rã là bao nhiêu?

Câu 19 22688 Ra là chất phóng xạ , với chu kì bán rã T = 1570 năm (1 năm = 365 ngày) Độ phóng xạ của 1g radi là:

C H0  3, 73.10 Bq D H0  3, 37.10 Bq

Cõu 20 Ban đầu cú m0 = 1mg chất phúng xạ radon (222

Rn) Sau 15,2 ngày thỡ độ phúng xạ của nú giảm 93,75%, độ phúng

xạ H của nú khi đú là bao nhiờu?

Đề thi TN năm 2010

Cõu 1 Ban đầu cú N0 hạt nhõn của một mẫu phúng xạ nguyờn chất Biết chu kỡ bỏn ró của chất phúng xạ này là T Sau thời

gian 3T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhõn chưa phõn ró của mẫu phúng xạ này bằng

A 1

1

1

1

Cõu 2 Ban đầu cú N0 hạt nhõn của một mẫu chất phúng xạ nguyờn chất cú chu kỡ bỏn ró T Sau khoảng thời gian t = 0,5T, kể

từ thời điểm ban đầu, số hạt nhõn chưa bị phõn ró của mẫu chất phúng xạ này là

A N0

2 B

N0

√ 2 . C

N0

4 . D N0

❑

√ 2

Cõu 3 Biết đồng vị phúng xạ 146 C cú chu kỡ bỏn ró 5730 năm Giả sử một mẫu gỗ cổ cú độ phúng xạ 200 phõn ró/phỳt và một mẫu gỗ khỏc cựng loại, cựng khối lượng với mẫu gỗ cổ đú, lấy từ cõy mới chặt, cú độ phúng xạ 1600 phõn ró/phỳt Tuổi của mẫu gỗ cổ đó cho là

A 1910 năm B 2865 năm C 11460 năm D 17190 năm.

Cõu 4 Ban đầu (t = 0) cú một mẫu chất phúng xạ X nguyờn chất Ở thời điểm t1 mẫu chất phúng xạ X cũn lại 20% hạt nhõn chưa bị phõn ró Đến thời điểm t2 = t1 + 100 (s) số hạt nhõn X chưa bị phõn ró chỉ cũn 5% so với số hạt nhõn ban đầu Chu kỡ bỏn ró của chất phúng xạ đú là

A 50 s B 25 s C 400 s D 200 s.

Định luọ̃t bảo toàn Nuclon (Sụ́ khụ́i) Tớnh năng lượng tỏa ra hay thu vào trong phản ứng hạt nhõn.

- Phản ứng: A + B -> C + D

Định luọ̃t bảo toàn số khối: AA + AB = AC + AD ; và ZA + ZB = ZC + ZD

- Gọi m1, m2 là khối lượng trước và sau phản ứng

Nếu m1 > m2 thỡ phản ứng tỏa một lượng năng lượng Q = (m1 - m2)c2

Nếu m2 > m1 thỡ phản ứng thu một lượng năng lượng Q = (m2 – m1)c2

Điều kiện để phản ứng xảy ra là phải nhọ̃n đủ năng lượng cần thu vào Năng lượng đú cú thể là động năng của cỏc hạt đạn

Cõu 1: Phản ứng phõn ró uran cú dạng 23892U  20682Pb     x y , trong đú x và y cú giỏ trị là bao nhiờu?

A x = 8; y = 6 B x =6; y = 8 C x = 7; y =9 D x = 9; y =7

Cõu 2: Chọn cõu đỳng Phương trỡnh phúng xạ: 105 B AZ X   84Be Trong đú Z, A cú giỏ trị:

Cõu 3: Cho phản ứng hạt nhõn

Z

      A và Z cú giỏ trị là bao nhiờu?

Cõu 4 Cho phản ứng hạt nhân 13H +12H → α+ n+17 ,6 MeV , biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 Năng lợng toả ra khi tổng hợp đợc 1g khí hêli là bao nhiêu?

A ΔE = 423,808.103J B ΔE = 503,272.103J

C ΔE = 423,808.109J D ΔE = 503,272.109J

Cõu 5 Cho phản ứng hạt nhân 1737Cl+ p →1837Ar+n , khối lợng của các hạt nhân là m(Ar) = 36,956889u, m(Cl) = 36,956563u, m(n) = 1,008670u, m(p) = 1,007276u, 1u = 931MeV/c2 Năng lợng mà phản ứng này toả ra hoặc thu vào là bao nhiêu?

A Toả ra 1,60132MeV B Thu vào 1,60132MeV

C Toả ra 2,562112.10-19J D Thu vào 2,562112.10-19J

Cõu 5 Cho phản ứng hạt nhân α+1327Al →1530P+n , khối lợng của các hạt nhân là mα = 4,0015u, mAl = 26,97435u, mP = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931Mev/c2 Năng lợng mà phản ứng này toả ra hoặc thu vào là bao nhiêu?

A Toả ra 4,275152MeV B Thu vào 2,67197MeV

C Toả ra 4,275152.10-13J D Thu vào 2,67197.10-13J

Cõu 6 Cho phản ứng hạt nhõn: 73Li p  42 He 42He Biết mLi = 7,0144u; mp = 1,0073u; m = 4,0015u Năng lượng toả ra trong phản ứng là bao nhiờu?

Tớnh đụ̣ng năng của cỏc hạt tham gia phản ứng hạt nhõn:

- Phản ứng hạt nhõn A + B = C + D

+ Nếu Phản ứng tỏa năng lượng: KA + KB + Qtỏa = KC + KD (1)

+ Nếu Phản ứng thu năng lượng: KA + KB = KC + KD + Qthu (2)

Cú thể coi động năng của cỏc hạt sinh ra tỉ lệ gần bằng với số khối: KC/KD = AC/AD (3)

Giải phương trỡnh (1),(3) hoặc (2),(3) suy ra giỏ trị động năng cần tỡm

Lưu ý: Một hạt đứng yờn thỡ động năng hạt đú K = 0

- Liờn hệ động năng và động lượng: p2 = 2mK

Cõu 1 Hạt nhõn phúng xạ

234

92 U đứng yờn phỏt ra hạt  theo phương trỡnh

92 U 2 He Z X Năng lượng tỏa ra của phản ứng này là 14,15MeV Xem khối lượng hạt nhõn gần đỳng bằng số khối tớnh theo đơn vị u Động năng của hạt  là bao nhiờu?

Cõu 2 22688 Ra là chất phúng xạ , với chu kỡ bỏn ró T = 1570 năm (1 năm = 365 ngày) Phúng xạ trờn tỏa ra nhiệt lượng 5,96MeV Giả sử ban đầu hạt nhõn radi đứng yờn Tớnh động năng của hạt  và hạt nhõn con sau phản ứng Cho khối lượng hạt  và hạt nhõn con tớnh theo đơn vị u bằng số khối của chỳng

Cõu 3 Dựng ptụtụn cú WP = 1,20 MeV bắn vào hạt nhõn 73Li đứng yờn thỡ thuđược hai hạt nhõn 42He cú cựng vọ̃n tốc Cho

mP = 1,0073u; mLi = 7,0140u; mHe = 4,0015u và 1 u = 931MeV/c2 Động năng của mỗi hạt 42Helà:

Cõu 4 Bắn hạt nhõn  cú động năng 18 MeV vào hạt nhõn 147 Nđứng yờn ta cú phản ứng  147 N 178 O p  Biết cỏc hạt nhõn sinh ra cựng vộc tơ vọ̃n tốc Cho m= 4,0015u; mp= 1,0072u; mN= 13,9992u; mO=16,9947u; cho u = 931 MeV/c2 Động năng của hạt prụtụn sinh ra cú giỏ trị là bao nhiờu?

Cõu 5 Cho hạt prôtôn có động năng KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân 37Li đứng yên, sinh ra hai hạt α có cùng độ lớn vận tốc và không sinh ra tia  và nhiệt năng Cho biết: mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10—

27kg Động năng của mỗi hạt mới sinh ra bằng bao nhiêu?

A Kα = 8,70485MeV B Kα = 9,60485MeV

C Kα = 0,90000MeV D Kα = 7,80485MeV