Hạt nhân nguyên tử pptx

Bài tập tự luận Chương IX Hạt nhân nguyên tử Bài 1. Khối lượng nguyên tử của Rađi 226 88 Ra là m = 226,0254 u . a/ Hãy chỉ ra thành phần cấu tạo hạt nhân Rađi ? b/ Tính ra kg của 1 mol nguyên tử Rađi, khối lượng 1 hạt nhân, 1 mol hạt nhân Rađi? c/ Tìm khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử cho biết bán kính hạt nhân được tính theo công thức : r = r 0 .A 1/3 . với r 0 = 1,4.10 —15 m , A là số khối . d/ Tính năng lượng liên kết của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng biết m p = 1,007276u, m n = 1.008665u ; m e = 0,00549u ; 1u = 931MeV/c 2 . Giải : - Mục đích: kiểm tra mức độ nhận biết của học sinh đối với kiến thức về cấu tạo của hạt nhân, các công thức tính năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng của hạt nhân. - Học sinh cần phải giải bài toán như sau: a/ Rađi hạt nhân có 88 prôton , N = 226 – 88 = 138 nơtron b/ m = 226,0254u.1,66055.10 —27 = 375,7.10 —27 kg Khối lượng một mol : m mol = mN A = 375,7.10 —27 .6,022.10 23 = 226,17.10 —3 kg = 226,17g Khối lượng một hạt nhân : m hn = m – Zm e = 259,977u = 3,7524.10 —25 kg Khối lượng 1mol hạt nhân : m molhn = m nh .N A = 0,22589kg c/ Thể tích hạt nhân : V = 4πr 3 /3 = 4πr 0 3 A/ 3 . Khối lượng riêng của hạt nhân : p p 17 3 3 3 0 0 Am 3m m kg D 1,45.10 V 4 rr A / 3 4 rr mπ π = = = ≈ d/ Tính năng lượng liên kết của hạt nhân : ∆E = ∆mc 2 = {Zm p + (A – Z)m n – m}c 2 = 1,8197u ∆E = 1,8107.931 = 1685 MeV Năng lượng liên kết riêng : ε = ∆E/A = 7,4557 MeV. Bài 2. Chất phóng xạ 210 84 Po phóng ra tia α thàng chì 206 82 Pb . a/ Trong 0,168g Pôlôni có bao nhiêu nguyên tử bị phân dã trong 414 ngày đêm , xác định lượng chì tạo thành trong thời gian trên ? b/ Bao nhiêu lâu lượng Pôlôni còn 10,5mg ? Cho chu kỳ bán dã của Pôlôni là 138 ngày đêm . Giải : - Mục đích: kiểm tra mức độ nhận biết và thông hiểu của học sinh đối với các kiến thức về phóng xạ để tìm các đại lượng liên quan trong bài toán phóng xạ như chu kì bán rã, khối lượng chất phóng xạ, chất tạo thành… - Học sinh cần giải bài toán như sau: a/ Số nguyên tử Pôlôni lúc đầu : N 0 = m 0 N A /A , với m 0 = 0, 168g , A = 210 , N A = 6,022.10 23 Ta thấy t/T = 414/138 = 3 nên áp dụng công thức : N = N 0 2 —t/T = N 0 2 —3 = N 0 /8 . Số nguyên tử bị phân dã là : ∆N = N 0 – N = N 0 (1 – 2 —t/T ) = 7N 0 /8 = 4,214.10 20 nguyên tử . Số nguyên tử chì tạo thành bằng số nguyên tử Pôlôni phân rã trong cùng thời gian trên . Vì vậy thời gian trên khối lượng chì là : m 2 = ∆N.A 2 /N A , với A 2 = 206 . Thay số m 2 = 0,144g . b/ Ta có : m 0 /m = 0,168/0,0105 = 16 = 2 4 . Từ công thức m = m 0 2 —t/T => m 0 /m = 2 t/T = 2 4 Suy ra t = 4T = 4.138 = 552 ngày đêm. Bài 3. Cho 0,2 mg 226 Ra phóng ra 4,35.108 hạt α trong 1 phút . Hãy tính chu kỳ bán rã của Rađi . (cho thời gian quan sát t << T) . Giải : - Mục đích: kiểm tra mức độ thông hiểu của học sinh về sự phóng xạ của hạt nhân. - Học sinh cần giải bài toán nhứ sau: Số hạt anpha phóng xạ có trị số bằng số nguyên tử bị phân rã : t 0 0 N N N N (1 e ) λ ∆ − = − = − Vì t << T nên 0 0 N ln 2.t N N t T ∆ λ= = ; với 0 A 0 m N N A = Vậy 0 A m N .0,693.t T N.A∆ = . Thay số : 0 m = 0,2mg = 4 2.10 − g , t = 60s , N ∆ = 4,35.108 , A = 226 NA = 6,023.1023 ta được 10 T 5,1.10 s 169= ≈ năm. Bài 4. Nghiên cứu mẫu quặng chứa chất phóng xạ 173 55 Cs khi đó độ phóng xạ là : H 0 = 1,8.10 5 Bq . a/ Tính khối lượng Cs trong quặng biết chu kỳ bán dã của Cs là 30 năm . b/ Vào thời gian nào độ phóng xạ còn 3,6.10 4 Bq . Giải : - Mục đích: kiểm tra mức độ thông hiểu và vận dụng của học sinh đối với kiến thức về độ phóng xạ hạt nhân - Học sinh cần giải bài toán như sau: a/ Ta biết H 0 = λN 0 , với A 0 mN N A = => 0 0 A A H A H AT m .N 0,693.Nλ = = Thay số m = 5,6.10 —8 g b/ H = 3,6.10 4 Bq => 0 H 5 H = => λt = ln5 = 0,693.t T => t = T ln 5 0,693 = 69 năm . Bài 5. Bắn hạt anpha có động năng E α = 4MeV vào hạt nhân 27 13 Al đứng yên. Sau phản ứng có xuất hiện hạt nhân phốtpho30. a/ Viết phương trình phản ứng hạt nhân ? b/ Phản ứng trên thu hay toả năng lượng ? tính năng lượng đó ? c/ Biết hạt nhân sinh ra cùng với phốtpho sau phản ứng chuyển động theo phương vuông góc với phương hạt anpha. Hãy tính động năng của nó và động năng của phốtpho ? Cho biết khối lượng của các hạt nhân : m α = 4,0015u , m n = 1,0087u , m P = 29,97005u , m Al = 26,97435u , 1u = 931MeV/c 2 . Giải : - Mục đích: kiểm tra mức độ thông hiểu và vận dụng của học sinh về phản ứng hạt nhân, viết phương trình phóng xạ và xác định phản ứng là tỏa năng lượng hay thu năng lượng cũng như vận dụng định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân. - Học sinh cần giải bài toán như sau: a/ Phương trình phản ứng hạt nhân : 4 27 30 A 2 13 15 Z He Al P X+ → + . + Theo định luật bảo toàn số khối : A = (4 + 27) – 30 = 1 . + Theo định luật bảo toàn nguyên tử số : Z = (2 + 13) - 15 = 0 Đó là nơtron 1 0 n . Phương trình phản ứng đầy đủ : 4 27 30 1 2 13 15 0 He Al P n+ → + b/ ∆M = M 0 – M = ( α m + m Al ) – (m P + m n ) = – 0,0029u < 0 => Phản ứng thu năng lượng . ∆E = ∆Mc 2 = – 0,0029.931 = – 2,7 MeV . c/ áp dụng định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn năng lượng toàn phần : n p p p p α = + uur uur uur (1) ; 2 2 Al n p n p E (m m )c (m m )c E E α α + + = + + + (2) Trong hình vẽ p n p ,p ,p α r r r lần lượt là các véc tơ động lượng của các hạt α ; n ; P . Vì hạt nhân nhôm đứng yên nên P Al = 0 và E Al = 0 ; E α ; E n ; E P lần lượt là động năng của các hạt anpha , của nơtron và của phốtpho (ở đây có sự bảo toàn năng lượng toàn phần bao gồm cả năng lượng nghỉ và động năng của các hạt) Theo đề bài ta có : v α r vuông góc với v r nghĩa là n p vuông góc với p α (Hình vẽ) nên ta có : 2 p α + p n 2 = p p 2 (3) . Giữa động lượng và động năng có mối liên hệ : p 2 = 2mE , Ta viết lại (3) 2m E α α + 2m n E n = 2m P E P => n p n p p m m E E E m m α α = + (4) . Thay (4) vào (2) chú ý ∆E = [( m α + m Al ) – (m P + m n )]c 2 = ∆Mc 2 ta được : ∆E + (1 + p m m α ) E α = (1 + p n m m )E n rút ra : E P = 0,56 MeV ; E n = 0,74 MeV ; Gọi α là góc giữa p P và α p ta có : n n n a p m E tg p m E α α α = = = 0,575 => α = 30 0 . Do đó góc giữa phương chuyển động của n và hạt nhân P là : 90 0 + 30 0 = 120 0 . Bài 6. Nhà máy điện nguyên tử dùng U235 có công suất 600MW hoạt động liên tục trong 1 năm . Cho biết 1 hạt nhân bị phân hạch toả ra năng lượng trung bình là 200MeV , hiệu suất nhà máy là 20% . a/ Tính lượng nhiên liệu cần cung cấp cho nhà máy trong 1 năm ? b/ Tính lượng dầu cần cung cấp cho nhà máy công suất như trên và có hiệu suất là 75% . Biết năng suất toả nhiệt của dầu là 3.10 7 J/kg . So sánh lượng dầu đó với urani ? Giải : - Mục đích: kiểm tra mức độ thông hiểu và vận dụng của học sinh đối với kiến thức về phản ứng phân hạch hạt nhân - Học sinh cần giải như sau: a/ Vì H = 20% nên công suất urani cần cung cấp cho nhà máy là : P n = 100.P/20 = 5P Năng lượng do nhiên liệu cung cấp cho nhà máy trong 1 năm là : W = P n .t = 365.6.10 8 .24.3600 = 9,64.10 15 J Số hạt nhân phân dã được năng lượng đó là : N = W/200.1,3.10 —13 = 2,96.10 26 hạt . Khối lượng U235 cung cấp cho nhà máy là : m = N.A/N A = 1153,7 kg . b/ Vì hiệu suất nhà máy là 75% nên có công suất 600MW dầu có công suất p n / = P/H = 4P/3 . Năng lượng dầu cung cấp cho 1 năm là : W / = P n / t = (4.6.10 8 /3).24.3600.356 = 2,53.10 15 J . Lượng dầu cần cung cấp là : m / = W / /3.10 7 = 8,4.10 7 kg = 84 000 tấn . Ta có : m / /m = 7,2.10 5 lần . Bài 7 . Hạt nhân heli có 4,0015u. Tính năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng của hạt nhân hêli. Tính năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1g hêli. Cho biết khối lượng của prôton và nơtron là m p = 1,007276u và m n = 1,008665u; 1u = 931,5MeV/c 2 và số avôgađrô là N A = 6,022.10 23 mol -1 . Giải: - Mục đích: kiểm tra khả năng vận dụng của học sinh đối với các công thức tính năng lượng liên kết hạt nhân, xác định phản ứng hạt nhân thuộc loại phản ứng nào. - Học sinh cần giải bài toán như sau: a) Năng lượng liên kết là: [ ] 2 p n He E Zm (A Z)m m c E 2.1,007276 (4 2)1,008665 4,0015 .931,5 E 28,3MeV   ∆ = + − −   ∆ = + − − ∆ = b) Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân He: r E 28,3 E 7,075MeV A 4 ∆ ∆ = = = c) Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1g He là: + trong 1g He có số phân tử là: 3 20 A A m 10 N N N 1,505.10 A 4 − = = = + Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1g He là: 20 20 E ' E.N 28,3.1,505.10 42,6.10 MeV∆ = ∆ = = Bài 8 . Tính năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân 23 11 Na và 56 26 Fe . Hạt nhân nào bền vững hơn ? Cho m Na = 22,983734u ; m Fe = 55,9207u m n = 1,008665u ; m p = 1,007276u. Giải: - Năng lượng liên kết của hạt nhân 23 11 Na [ ] E 11.1,007276 (23 11)1,008665 22,983734 .931,5 E 186,56MeV ∆ = + − − ∆ = - Năng lượng liên kết riêng của 23 11 Na r E 186,56 E 8,11MeV 23 23 ∆ ∆ = = = - Năng lượng liên kết của hạt nhân 56 26 Fe [ ] E 26.1,007276 (56 26).1,008665 55,9207 .931,5 E 492,23MeV ∆ = + − − ∆ = - Năng lượng liên kết riêng của 56 26 Fe : r E 492,23 E 8,79MeV 56 56 ∆ ∆ = = = Vậy năng lượng liên kết riêng của 56 26 Fe lớn hơn Bài 9. Pôlôni Po 210 84 là nguyên tố phóng xạ α, có chu kì bán rã 138 ngày, nó phóng ra 1 hạt α và biến đổi thành hạt nhân con X. a) Viết phương trình phản ứng. Nêu cấu tạo, tên gọi của hạt nhân X. b) Một mẫu pôlôni nguyên chất có khối lượng ban đầu 0,01g. Tính độ phóng xạ của mẫu chất trên sau 3 chu kì bán rã. Giải: - Mục đích: kiểm tra mức độ nhận biết và thông hiểu của của học sinh về phản ứng hạt nhân, cách viết phương trình phản ứng và xác định cấu tạo hạt nhân tạo thành. Kiến thức về độ phóng xạ hạt nhân - Học sinh cần giải như sau: a) Phương trình phản ứng: 210 4 206 84 2 82 Po He Pb→ + Hạt nhân tạo thành là chì 206 82 Pb Cấu tạo hạt nhân chì: Số khối A=206 Số proton là 82, đứng vị trí thứ 82 trong bảng HTTH Số notron là N=A-Z= 206-82=124 b) Độ phóng xạ ban đầu của pôlôni là: 0 0 A 17 0 A ln 2 m H N N T A 0,693 0,01 H .N 3,59.10 (Bq) 138 84 = λ = = = 3 chu kì bán rã là : 3 x 138 = 414 Độ phóng xạ sau 3 chu kì bán rã là: 16 0 0 t 414 T 138 H H H 4,5.10 (Bq) 2 2 = = = Bài 10 . Hạt nhân C 14 6 là một chất phóng xạ, nó phóng xạ ra tia β - có chu kì bán rã là 5730 năm. a) Viết phương trình của phản ứng phân rã. b) Sau bao lâu lượng chất phóng xạ của một mẫu chỉ còn bằng 1/8 lượng chất phóng xạ ban đầu của mẫu đó. c) Trong cây cối có chất phóng xạ C 14 6 . Độ phóng xạ của một mẫu gỗ tươi và một mẫu gỗ cổ đại cùng khối lượng lần lượt là 0,25Bq và 0,215Bq. Tính tuổi của mẫu gổ cổ đại. Giải: - Mục đích: kiểm tra mức độ thông hiểu và vận dụng của học sinh về phản ứng hạt nhân, cân bằng phản ứng hạt nhân và tính độ phóng xạ, các đại lượng liên quan đến định luật phóng xạ. - Học sinh cần giải như sau: a) Phương trình phản ứng: 14 0 14 6 1 7 C e N − → + Chất tạo thành sau phản ứng là Nitơ b) Ta có: 0 t T m m 2 = thời gian để lượng chất phóng xạ còn lại bằng 1/8 lượng chất phóng xạ ban đầu: t 0 0 T 0 0 t T t T m m 2 m 8m 8 2 t t 2 8 3 3 T 5730 t 17190 = ⇒ = = ⇒ = → = → = Vậy sau thời gian 17190 năm thì lượng chất phóng xạ còn lại bằng 1/8 lượng chất phóng xạ ban đầu. c) Ta có: 1 1 2 1 2 2 1 2 t T 1 0 t t t t T 1 T T T 2 0 t 2 T t t 1 T 2 H H .2 H 2 H H .2 2 H 2 H 2 H − − = = ⇒ = = ⇒ = 1 2 1 1 1 2 2 2 t t H H 1 ln 2 ln t t Tln T H H ln 2 − ⇒ = ⇒ − = Bài 11. Phản ứng phân rã của urani có dạng: U 238 92 → Pb 206 82 + xα + yβ - . a) Tính x và y. b) Chu kì bán rã của U 238 92 là 4,5.10 9 năm. Lúc đầu có 1g U 238 92 nguyên chất. Tính độ phóng xạ ban đầu, độ phóng xạ sau 9.10 9 năm và số nguyên tử U 238 92 bị phân rã sau 5.10 9 năm. Giải: - Mục đích: kiểm tra sự thông hiểu của học sinh về phản ứng hạt nhân, thành phần cấu tạo của hạt nhân. Áp dụng định luật phóng xạ hạt nhân - Học sinh cần giải như sau: a) Ta có hệ pt: 238 206 4x 92 82 2x y = +   = + −  238 206 x 8 x 4 y 10 16 y 82 92 2x −  = =   ⇒   = − +   = − +  Vậy x 8 y 6 =   =  b) Độ phóng xạ ban đầu là: 0 A ln 2 m H N N T A = λ = 11 0 A 9 0,693 1 H N 3,9.10 (Bq) 4,5.10 238 = = - Độ phóng xạ sau thời gian 9 9.10 năm là: ( ) 9 9 11 10 0 t 9.10 T 4,5.10 H 3,9.10 H 9,75.10 Bq 2 2 = = = - Số nguyên tử ban đầu có trong 1g Urani là: 20 0 A A m 1 N N N 25,3.10 A 238 = = = Số nguyên tử phân rã sau thời gian 9 5.10 năm là: 9 9 20 20 0 t 5.10 T 4,5.10 N 25,3.10 N 11,7.10 2 2 = = = Bài 12. Coban ( Co 60 27 ) phóng xạ β - với chu kỳ bán rã 5,27 năm và biến đổi thành niken (Ni). Viết phương trình phân rã và nêu cấu tạo của hạt nhân con. Hỏi sau bao lâu thì 75% khối lượng của một khối chất phóng xạ Co 60 27 phân rã hết. Giải: - Mục đích: kiểm tra sự thông hiểu của học sinh về phản ứng hạt nhân, cấu tạo của hạt nhân con tạo thành và vận dụng định luật phóng xạ. - Học sinh cần giải như sau: a) Phương trình phóng xạ: 60 0 60 27 1 28 Co e Ni − → + Hạt nhân con có 28 prôtôn và đứng vị trí 28 trong bảng HTTH Số nơtron là 60-28=32 b) Ta có: 0 t T m m 2 = Thời gian để lượng chất phóng xạ phóng xạ hết 75% tức còn lại 25% là: t 0 T 0 t T m t 25%m 0,25.2 1 ln 2 ln 4 5,27 2 = → = → = ln 4 t .5,27 10,5 ln 2 ⇒ = ≈ năm Bài 13. Phốt pho ( P 32 15 ) phóng xạ β - với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày và biến đổi thành lưu huỳnh (S). Viết phương trình của sự phóng xạ đó và nêu cấu tạo của hạt nhân lưu huỳnh. Sau 42,6 ngày kể từ thời điểm ban đầu, khối lượng của một khối chất phóng xạ P 32 15 còn lại là 2,5g. Tính khối lượng ban đầu của nó. Giải: - Mục đích: kiểm tra sự vận dụng của học sinh về phản ứng hạt nhân. Nêu cấu tạo hạt nhân. Áp dụng định luật phóng xạ để xác định các đại lượng như khối lượng ban đầu, chu kì… - Học sinh cần giải như sau: a) 32 0 32 15 1 16 P e S − → + - Cấu tạo của hạt nhân lưu huỳnh: Có 16 proton ứng với số hiệu nguyên tử Z=16 Có 32-16=16 notron b) Ta có t 0 T 0 t T m m m 2 m 2 = → = 42,6 14,2 0 m 2 .2,5 20= = (g) Vậy khối lượng ban đầu của Phốt pho là 20 (g) Bài 14. Tìm năng lượng toả ra khi một hạt nhân urani 234 U phóng xạ tia α tạo thành đồng vị thori 230 Th. Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt α là 7,10MeV; của 234 U là 7,63MeV; của 230 Th là 7,70MeV. Giải: - Mục đích: kiểm tra mức độ vận dụng của học sinh về công thức tính năng lượng liên kết, xác định phản ứng hạt nhân thuộc loại phản ứng nào. - Học sinh cần giải như sau: Ta có năng lượng liên kết riêng: r E E A ∆ ∆ = Năng lượng liên kết của hạt α là: r E A. E 4.7,1 28,4MeV∆ = ∆ = = Năng lượng liên kết của hạt 234 U là: E E.A 7,63.234 1785,42MeV∆ = ∆ = = Năng lượng liên kết của hạt 230 Th là: r E A. E 230.7,7 1771MeV∆ = ∆ = = Bài 15. Cho phản ứng hạt nhân 230 226 4 90 88 2 Th Ra He 4,91MeV→ + + . Tính động năng của hạt nhân Ra. Biết 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 Giải: - Mục đích: kiểm tra sự vận dụng của học sinh đối với các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân. - Học sinh cần giải như sau: Ta có phương trình phản ứng: 230 226 4 90 88 2 Th Ra He→ + Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: Ra He p p 0+ = r r Ra He p p p⇒ = = . Vì W đ = 2 2 mv = 2 p 2m , do đó 2 2 Ra He Ra He p p W W W 2m 2m = + = + = 5,56 2 2 22 Ra Ra m p m p + = 57,5 Ra m p 2 2 = 57,5W đRa => W đRa = 56,57 W = 0,0853MeV. Bài 16. Để đo chu kì bán rã của chất phóng xạ, người ta cho máy đếm xung bắt đầu đếm từ thời điểm t o = 0. Đến thời điểm t 1 = 2giờ, máy đếm được n 1 xung, đến thời điểm t 2 = 3t 1 , máy đếm được n 2 xung, với n 2 = 2,3n 1 . Xác định chu kì bán rã của chất phóng xạ. Giải: - Mục đích: kiểm tra sự vận dụng của học sinh về kiến thức định luật phóng xạ để xác định chu kì bán rã - Học sinh cần giải như sau: -Số xung đếm được chính là số hạt nhân bị phân rã: ∆ N=N 0 (1- t e . λ − ) -Tại thời điểm t 1 : ∆ N 1 = N 0 (1- 1 .t e λ − )=n 1 -Tại thời điểm t 2 : ∆ N 2 = N 0 (1- 2 .t e λ − )=n 2 =2,3n 1 1- 2 .t e λ − =2,3(1- 1 .t e λ − ) ⇔ 1- 1 .3 t e λ − =2,3(1- 1 .t e λ − ) ⇔ 1 + 1 .t e λ − + 1 .2 t e λ − =2,3 ⇔ 1 .2 t e λ − + 1 .t e λ − -1,3=0 => 1 .t e λ − =x>0 ⇔ X 2 +x-1,3= 0 => T= 4,71 h Bài 17. Cho phản ứng hạt nhân 37 17 Cl + X → n + 37 18 Ar. Hãy cho biết đó là phản ứng tỏa năng lượng hay thu năng lượng. Xác định năng lượng tỏa ra hoặc thu vào. Biết khối lượng của các hạt nhân: m Ar = 36,956889u; m Cl = 36,956563u; m p = 1,007276u; m n = 1,008665u; u = 1,6605.10 -27 kg; vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.10 8 m/s. Giải: - Mục đích: kiểm tra sự thông hiểu của học sinh đối với công thức tính năng lượng trong phản ứng hạt nhân, xác định đó là phản ứng hạt nhân tỏa hay thu năng lượng. - Học sinh cần làm như sau: ta có: Cl p X Ar E m m m m E 36,956563 1,007276 1,008665 36,956889 1,59MeV ∆ = + − − ∆ = + − − = − Vậy phản ứng hạt nhân thu năng lượng Bài 18. Hạt nhân 226 88 Ra có chu kì bán rã 1570 năm phân rã thành 1 hạt α và biến đổi thành hạt nhân X. a) Viết phương trình phản ứng. [...]... 10 nguyên tử Urani thì có hai nguyên tử chì Hãy xác định tuổi của quặng Cho T=4,5.109 năm b) Xác định chu kì bán rã của Triti biết rằng số nguyên tử của đồng vị ấy cứ 5,11 năm thì giảm 25% Giải: - Mục đích: Kiểm tra sự vận dụng định luật phóng xạ - Học sinh cần giải như sau: a) Phương trình phản ứng hạt nhân: 206 4 U →82 Pb + 82 He + 6−0 e 1 Gọi N 0 là số hạt nhân 238 U lúc t=0 Gọi N là số hạt nhân. .. ứng hạt nhân Xác định phản ứng hạt nhân là tỏa hay thu năng lượng Xác định động năng các hạt - Học sinh cần làm như sau: 23 Bài 37 Hạt nhân Natri có kí hiệu 11 Na và khôí lượng của nó là m Na = 22,983734 u, biết mp = 1,0073 u, mn = 1,0087 u a Tính số hạt notron có trong hạt nhân Na b Tính số nuclon có trong 11,5 g Na c Tính độ hụt khối và năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng của hạt nhân. .. giờ:Trong thời gian 5 phút có 85 nguyên tử bị phân rã: ⇒ H=85phân rã /5phút t ln 2 3 ln 2 H 190 ln 0 ln −λ t H=H0 e =>T= H = 85 = 2,585 giờ Bài 24 Bắn hạt α có động năng 4MeV vào hạt nhân 14 7 N đứng yên thì thu được một hạt prôton và một hạt nhân X a) Viết phương trình phản ứng, nêu cấu tạo của hạt nhân X và tính xem phản ứng đó tỏa ra hay thu vào bao nhiêu năng lượng b) Giả sử hai hạt sinh ra có cùng tốc... 4 1 3 a) X là hạt nhân nguyên tử nào và còn gọi là hạt gì? b) Biết mBe = 9,01219u; mP = 1,00783u; mLi = 6,01513u; mX = 4,00260u Đây là phản ứng toả năng lượng hay thu năng lượng? Tại sao? c) Tính năng lượng toả ra hay thu vào của phản ứng Cho u = 931MeV/c2 d) Cho biết proton có động năng 5,45 MeV bắn phá hạt nhân Be đứng yên, hạt nhân Li bay ra với động năng 3,55 MeV Tìm động năng của hạt X bay ra -... ta tính được X là hạt nhân nguyên tử 4 Heli 2 He hay còn gọi là hạt α b) Ta có: ∆E = (m Be + m p − m X − m Li )c 2 ∆E = (9, 01219+1,00783-4,0026-6,01523).931=2,13MeV Vậy phản ứng tỏa năng lượng Bài 22 Dùng 1 prôton có động năng W p = 5,58MeV bắn phá hạt nhân 23 11 Na đứng yên sinh ra hạt α và X Coi phản ứng không kèm theo bức xạ γ a) Viết phương trình phản ứng và nêu cấu tạo hạt nhân X b) Phản ứng... Na Giải: - Mục đích: kiểm tra sự thông hiểu của học sinh về hạt nhân, tính độ hụt khối của hạt nhân - Học sinh cần làm như sau: a Số notron của Na: N* = 23 – 11 = 12 b Số mol Na có trong 11,5 g Na: n = 11,5 = 0,5 23 Số nguyên tử chứa trong đó: N = n.NA = 0,5.6,02 1023 = 3,01.1023 Mỗi nguyên tử Na có 23 nuclon, vậy trong từng đó nguyên tử thì số nuclon là: N1 = N.23 = 69,23.1023 c Độ hụt khối: Δm... lượng Tính năng lượng đó c) Biết động năng của hạt α là Wα = 6,6MeV.Tính động năng của hạt nhân X Giải: - Mục đích: kiểm tra sự thông hiểu của học sinh đối với kiến thức về phản ứng hạt nhân Xác định phản ứng hạt nhân thuộc loại nào Vận dụng định luật bảo toàn động lượng - Học sinh cần làm như sau: 23 20 a) Phương trình phản ứng: 11 Na +1 p →4 He +10 Ne 1 2 Hạt nhân X có 10 proton và 10 notron b) c) Ta... t N = N 0e −λt 238 92 Số hạt nhân chì sinh ra trong thời gian t là: ∆N = N 0 (1 − e −λt ) ∆N 1 − e −λt T ∆N = −λt ⇒ t = ln( + 1) N e ln 2 N 4,5.109 2 ⇒t= ln( + 1) = 1,18.109 năm 0, 693 10 b) Gọi N 0 là số hạt nhân triti lúc t = 0 Ta có Gọi N là số hạt nhân triti lúc t= 5,11 năm N Ta có N = N 0e−λt ⇒ ln N = λt 0 t ln 2 ⇒T= = 12,3 N năm ln N0 Bài 32 Dùng hạt proton bắn phá hạt nhân 60 28 Ni ta được chất... phát ra hạt β− và biến thành hạt nhân X Một mẫu phóng xạ 31 14 Si ban đầu trong thời gian 5 phút có 190 nguyên tử bị phân rã, nhưng sau 3 giờ cũng trong thời gian 5 phút chỉ có 85 nguyên tử bị phân rã Hãy xác định chu kỳ bán rã của chất phóng xạ Giải: - Mục đích: kiểm tra khả năng vận dụng định luật phóng xạ của học sinh - Học sinh cần làm như sau: Ban đầu: Trong thời gian 5 phút có 190 nguyên tử bị... 21 Cho phản ứng hạt nhân 9 Be + 1 H → X + 6 Li 3 4 1 a) X là hạt nhân của nguyên tử nào và còn gọi là hạt gì? b) Hãy cho biết đó là phản ứng tỏa năng lượng hay thu năng lượng Xác định năng lượng tỏa ra hoặc thu vào Biết m Be = 9,01219u; mp = 1,00783u; mLi = 6,01513u; mX = 4,0026u; 1u = 931MeV/c2 Giải: - Mục đích: kiểm tra sự thông hiểu và vận dụng định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân Vận dụng công . của 1 mol nguyên tử Rađi, khối lượng 1 hạt nhân, 1 mol hạt nhân Rađi? c/ Tìm khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử cho biết bán kính hạt nhân được. luận Chương IX Hạt nhân nguyên tử Bài 1. Khối lượng nguyên tử của Rađi 226 88 Ra là m = 226,0254 u . a/ Hãy chỉ ra thành phần cấu tạo hạt nhân Rađi ?