Bài tập về phóng xạ và phản ứng hạt nhân pdf

KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: Hiện tượng phóng xạ là gì ?Viết phương trình phản ứng phóng xạ?. Câu 2:Thế nào là phản ứng hạt nhân?Viết phương trình phản ứng hạt nhân?. *Phản ứng hạt nhân: là qu

TRƯỜNG THPT LÝ TỰ TRỌNG –NHA TRANG –KHÁNH HOÀ

KIỂM TRA BÀI CŨ

Câu 1: Hiện tượng phóng xạ là gì ?Viết phương trình phản ứng phóng xạ ?

Là hiện tượng một hạt nhân không bền vững ,

tự động phân rã , phát ra tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác

Câu 2:Thế nào là phản ứng hạt nhân?Viết phương trình phản ứng hạt nhân ?

*Phản ứng hạt nhân: là quá trình tương tác giữa các hạt nhân , dẫn đến sự biến đổi

Câu 3:Viết biểu thức định luật phóng xạ , biểu thức tính độ phóng xạ,hằng số phân rã

Câu 4: Phát biểu và viết biểu thức định luật bảo toàn số nuclôn và định luật bảo toàn

điện tích ?

Định luật bảo toàn số nuclôn :Trong phản ứng

hạt nhân , tổng số các nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng các nuclôn của các sản phẩm

-Liên hệ giữa khối lượng với số hạt :

* Phóng xạ là phản ứng hạt nhân nên tuân theo các định luật bảo toàn => khi viết phương trình phản ứng phải dùng định luật bảo toàn số

nuclôn và bảo toàn điện tích

bán rã T=15h Ban đầu có 12g Viết phương

Bài 1: Natri là chất phóng xạ β - với chu kì

Với 24=0+A=> A= 24 11= -1+ Z=> Z=12

Na

24

11  0 1e 24 12X

=>

λ =

T ln2t t

N

H  

k 0 t

2

N

N và

2 24

12 3600

,



=>

Ht = 9,66.1017 Bq = 2,61.107Ci

Bài 2: Pôlôni là chất phóng xạ anpha với chu kì phóng xạ 140ngày đêm, ban đầu có 21g

Cấu tạo hạt nhân con gồm có : 206 Nuclôn Trong đó gồm 82 p và 206-82 = 124 n

a/Viết phương trình phản ứng phóng xạ , tìm cấu tạo hạt nhân con?

Theo đlbt điện tích :84 = 2 + Z => Z= 82

b/Tính số hạt nhân Po ban đầu và số hạt còn lại sau thời gian 280 ngày và 325ngày

Bài 2: Pôlôni là chất phóng xạ anpha với chu kì phóng xạ 140ngày đêm, ban đầu có 21g 210 84 Po

Bài 2: Pôlôni là chất phóng xạ anpha với chu kì phóng xạ 140ngày đêm, ban đầu có 21g 210 84 Po

c/Tìm thời gian cần để còn lại 0,5g Po

Giải : Từ m t =m 0 e -λt =>e λt = m 0 /m Lấy ln 2 vế:

λt = ln42 = 3,738 với λ = 0,693 / T ;

=>t = 3,738 140/ 0,693 ≈1089,69 ngày

d/ Xác định khối lượng chì tạo thành trong thời gian 280 ngày

Bài 2: Pôlôni là chất phóng xạ anpha với chu kì phóng xạ 140ngày đêm, ban đầu có 21g 210 84 Po

Pb

N

N A

ĐLBT điện tích : Z 1 +Z 2 = Z 3 + Z 4

3 3

A

Z X’ A Z 4 4 Y’

1 1

Phản ứng hạt nhân : sự tương tác giữa 2

hay nhiều hạt nhân , kết quả là biến

2

1 p p p

ĐLBT động lượng :

TiẾT 2: BÀI TẬP PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

Bài 3:Cho phản ứng hạt nhân sau ;

Tìm hạt nhân X ,tính xem phản ứng thu hay toả bao nhiêu năng lượng ?

Cho :m B = 9,9756u ; m He =4,001506u ,m X =1,998u,

Giải : Áp dụng định luật bảo toàn số nuclôn :

lượng

Khối lượng của hệ sau phản ứng :

M =m D + m Be = 11,9811u> M 0 =>Thu năng lượng Năng lượng phản ứng thu là : ΔE=(M-M 0 ).c 2

ΔE =0,0075u.c 2 =0,0075.931,5 ≈ 6,99MeV

Bài 4:Chất phóng xạ Po phân rã theo phản ứng sau :

Pb

206 82

Po

210

84 => 4 2 He +

a/Tính năng lượng toả ra khi có 10 g Po phân rã

hết ? Cho :m Po = 209,9828u ; m He =4,0026u ,

10 g Po có số hạt : N=m.N A /A

Năng lượng toả ra khí 10g Po phân rã hết

ΔE = ΔE 1 N= ΔE 1. m.N A /A

Năng lượng toả ra khí 10g Po phân rã hết

ΔE = ΔE 1 N= ΔE 1. m.N A /A

ΔE = 1,55.10 23 MeV

Trong phản ứng hạt nhân, năng lượng toàn

phần ( năng lượng nghỉ+động năng ) nên :

K=mv 2 /2 => v= √(2K/m)

v = √(2.4/4,0015 MeV/u )

Mà 1Mev/u = c 2 /931 => thay vào với c=3.10 8 m/s

ta có vận tốc tính theo đơn vị m/s

Bài 5 : Ban đầu có 2g Radon là chất phóng xạ với chu kỳ bán rã T = 3,8

( ngày đêm) Tính :

a/Số nguên tử ban đầu

b/Số nguyên tử còn lại sau thời gian t = 1,5T

c/Tính ra (Bq) và (Ci) độ phóng xạ của lượng Rađon nói trên sau t = 1,5T

222

c) Độ phóng xạ sau t = 1,5T

H = .N = 0,693N

T

210,693.1,91.10

H =

3,8.24.3600 = 4,05.1015 (Bq)

15 10

4,05.10

H =

3,7.10 = 1,1.105 (Ci)

=

Bài 6 : Cho phản ứng hạt nhân :

 

a) Viết đầy đủ phản ứng trên : Cho biết tên gọi,

số khối và số thứ tự của hạt nhân X

b) Phản ứng trên : phản ứng tỏa hay thu năng lượng ? Tính độ lớn của năng lượng tỏa ra hay thu vào đĩ ra (eV)

Cho khối lượng các hạt nhân :

m Na= =22,983734u , m p =1,007276u

m =4,0015u , m =19,97865u , u= 931,5MeV/c 2

Vậy : AZX = He42 : Hạt nhân nguyên tử Hêli

Dạng đầy đủ của phản ứng trên :

 

Câu b :

Gọi :

m A , m B : Khối lượng hạt nhân trước phản ứng.

m C , m D : Khối lượng hạt nhân sau phản ứng.

Độ hụt khối:

m = (m C + m D ) – (m A + m B )

m = (m C + m D ) – (m A + m B )

=> m = 0,01271 u > 0 :  Phản ứng tỏa năng lượng

Năng lượng tỏa ra :

E = mc 2 = 0,01271.931,5 (Mev) => E = 11,84 MeV

Câu 7: Cho phản ứng hạt nhân :

Câu 7b :

Số hạt nhân trong 1 g He : N = 1. NA

4

Cứ một phản ứng ( tạo một hạt He) thì

tỏa năng lượng 17,6 (Mev)

Lượng năng lượng sinh ra khi tổng hợp

1g He :

W = N.17,6 = 26,5.1023 (Mev)

Bài 8 : Người ta dùng prôtôn có năng lượng

K=1,6 (Mev) bắn vào hạt nhân Li(3-7) đứng yên và thu được 2 hạt giống nhau có cùng

động năng

a.Viết phương trình của phản ứng, ghi rõ các

nguyên tử số Z và số khối A

b.Tính động năng K của mỗi hạt

c.Phản ứng hạt nhân này tỏa hay thu bao

nhiêu năng lượng, năng lượng này có phụ

thuộc vào động năng của prôtôn không ? Cho : m p = 1,0073u ; m Li = 7,0144 u

m = 4,0015u; u= 931MeV/c 2

a) Áp dụng định luật bảo toàn cho phản ứng :

c) (m p + m Li ) > 2m : Phản ứng tỏa năng lượng

Năng lượng tỏa ra :

E = mc 2 = (m p + m Li - 2m)c 2

= 17,4 (Mev)

Không phụ thuộc vào Kp

Bài 9:Bắn hạt an pha có động năng 4MeV vào hạt nhân Na(7-14) đứng yên thì thu được

Cho m α = 4,0015u; m X = 16,9947u ;

m Na = 13,9992u; m p =1,0073u; u=931,5MeV/c 2

GV:PHẠM THỊ PHƯỢNG