Chuyên đề ôn thi ĐH: Vật lý hạt nhân

I HC S PHM H NI =============================================================================== Gv: Trn Quang Thun Tel: 0912.676.613 091.5657.952 1 HAẽT NHAN NGUYEN Tệ I. TểM TT Lí THUYT 1. Cu trỳc ht nhõn. ht khi v nng lng liờn kt Ht nhõn nguyờn t bao gm cỏc proton v notron gi chung l cỏc ht nuclon. Cỏc nuclon ny liờn kt bng lc ht nhõn, l loi lc cú c li tng tỏc rt nh. Mt ht nhõn X cú Z proton v N notron thỡ s cú Z = A + N nuclon, s c kớ hiu l . Z cng chớnh l v trớ ca nguyờn t tng ng trong bng h thng tun hon. Khi lng ca cỏc nuclon hay cỏc ht nhõn c o bng n v Cacbon, l khi lng bng 1/12 khi lng ca ht nhõn C12, kớ hiu l u. Khi lng ca proton l 1,0073 u, khi lng ca notron l 1,0087 u. n v khi lng u cng cú th vit l 931 MeV/c 2 . iu c bit l tng khi lng m 0 ca cỏc nuclon cu thnh bao gi cng ln hn khi lng m ca ht nhõn. Gi m = m 0 m l ht khi ca ht nhõn. Theo h thc nng lng ca Anhxtanh, ta thy nng lng gii phúng cỏc nuclon trong ht nhõn thnh cỏc nuclon riờng r ti thiu phi l m.c 2 . Nng lng ú gi l nng lng liờn kt ca ht nhõn. 2. Phúng x. S phúng x l ht nhõn phỏt ra cỏc tia phúng x v bin i thnh ht nhõn khỏc. Cỏc tia phúng x cú th l tia gm cỏc ht nhõn ht Heli, tia gm cỏc electron hoc phn electron hay cỏc tia gamma l cỏc súng in t mnh. Bn cht ca phúng x + l mt proton bin thnh mt notron v mt ht e + : p n + e + Bn cht ca phúng x - l mt notron bin thnh mt proton v mt ht e - : n p + e - . S phúng x khụng ph thuc vo cỏc iu kin bờn ngoi nh ỏp sut, nhit , ỏnh sỏng. C sau mt khong thi gian T gi l chu kỡ bỏn ró thỡ s lng ht nhõn phúng x gim i mt na. Do ú ta vit: N = N 0 . Hoc N = N 0 .e -t vi = ln2/T T ú ta cng cú: m = m 0 .e -t = m 0 . . n = n 0 .e -t = n 0 . . phúng x hay hot phúng x l s ht phúng x trong mt giõy. Mt phúng x trờn giõy gi l mt Bec-c-ren (Bq), 1 Curi (Ci) l 3,7.10 10 phúng x trờn giõy: 1 Ci = 3,7.10 10 Bq. ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI =============================================================================== Gv: Trần Quang Thuận Tel: 0912.676.613 – 091.5657.952 2 Ta cũng có: H = H 0 .e -λt = H 0 . . 3. Phản ứng hạt nhân Phản ứng hạt nhân là tương tác của các hạt nhân dẫn đến sự tạo thành các hạt nhân khác. Trong phản ứng hạt nhân, khối lượng có thể thay đổi nhưng các đại lượng sau đây được bảo toàn: • Tổng số khối của các hạt nhân • Tổng điện tích của các hạt nhân • Năng lượng của các hạt nhân • Động lượng của các hạt nhân. 4. Phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch Phản ứng phân hạch là sự hấp thụ notron của một hạt nhân số khối lớn rồi vỡ thành hai hạt nhân trung bình. Phản ứng này thường kèm theo sự phóng ra các notron khác. Tùy theo hệ số nhân notron (số notron phát ra trong mỗi phản ứng) và kết cấu của mẫu chất mà phản ứng được duy trì hay không. Phản ứng nhiệt hạch là sự kết hợp giữa các hạt nhân nhẹ dưới tác dụng của nhiệt độ cao thành các hạt nhân lớn hơn. Nhiệt độ cho phản ứng này xảy ra là hàng triệu độ. Do đó, để phản ứng nhiệt hạch xảy ra, trước đó cần có một phản ứng phân hạch. ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI =============================================================================== Gv: Trần Quang Thuận Tel: 0912.676.613 – 091.5657.952 3 II. TÓM TẮT CÔNG THỨC Nội dung Các công thức Ghi chú Cấu trúc hạt nhân. Độ hụt khối, năng lượng liên kết n = N = n.N A . ∆m = Zm p + Nm n – m = Zm p + (A - Z)m n – m E lk = ∆m.c 2 Phóng xạ. Định luật phóng xạ m = m 0 .e -λt = m 0 . n = n 0 .e -λt = n 0 . H = - = - N’ = λN H = H 0 .e -λt = H 0 . Phản ứng hạt nhân. Các định luật bảo toàn Q tỏa = (m 1 – m 2 )c 2 Q thu = (m 2 – m 1 )c 2 K 2 = K 1 + Q tỏa = K 1 - Q thu P = mv, p 2 = 2mK III. DẠNG BÀI CƠ BẢN Bài 1: Cấu trúc hạt nhân. Năng lượng liên kết Phương pháp giải: • Số proton trong hạt nhân: Z • Số nuclon: A • Số notron: A - Z • Độ hụt khối: ∆m = Zm p + Nm n – m = Zm p + (A - Z)m n - m Năng lượng liên kết: E lk = ∆m.c 2 . ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI =============================================================================== Gv: Trần Quang Thuận Tel: 0912.676.613 – 091.5657.952 4 Ví dụ 1: Hạt nhân Natri có kí hiệu và khối lượng của nó là m Na = 22,983734 u, biết m p = 1,0073 u, m n = 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 Na. Lời giải: a. Số notron của Na: N* = 23 – 11 = 12. b. Số mol Na có trong 11,5 g Na: n = = 0,5. Số nguyên tử chứa trong đó: N = n.N A = 0,5.6,02.10 23 = 3,01.10 23 . Mối nguyên tử Na có 23 nuclon, vậy trong từng đó nguyên tử thì số nuclon là: N 1 = N.23 = 69,23.10 23 . c. Độ hụt khối: ∆m = 11. 1,0073 + 13. 1,0087 - 22,9837 = 0,201 (u) Năng lượng liên kết của Na: E lk = 0,201.931 = 187 (MeV). Bài 2: Phóng xạ. Độ phóng xạ Phương pháp giải: • Hoạt độ phóng xạ hay độ phóng xạ: H = - = - N’ = λN. • Khối lượng của chất phóng xạ phụ thuộc t theo công thức: m = m 0 .e -λt = m 0 . . • Số mol của chất phóng xạ phụ thuộc t theo công thức: n = n 0 .e -λt = n 0 . . • Độ phóng xạ của chất phóng xạ phụ thuộc t theo công thức: H = H 0 .e -λt = H 0 . . Ví dụ 2: Urani 238 92 U có chu kì bán rã là 4,5.10 9 năm. a. Giả sử rằng tuổi của Trái Đất là 5 tỉ năm. Hãy tính lượng còn lại của 1 g U238 kể từ khi Trái Đất hình thành. b. Tính độ phóng xạ của một mol U238 và độ phóng xạ của lượng còn lại sau thời gian 2,25 tỉ năm. Lời giải: a. Khối lượng chất phóng xạ được tính theo công thức: m = m 0 . . Thay số m0 = 1g, t = 5.10 9 , T = 4,5.10 9 ta tính được m = 0,463 g. b. Độ phóng xạ được tính theo công thức: H = λN Trong đó λ = ln2/T với T tính ra giây. λ = ln2/(4,5.10 9 .365.86400) N = nN A = 6,02.10 23 . Thay số ta tính được H = 2,94.10 6 Bq. Độ phóng xạ phụ thuộc thời gian theo công thức: H = H 0 .e -λt = H 0 . . Với t = 2,25.10 9 năm thì H = 2,94.10 6 . = 2,1.10 6 (Bq). ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI =============================================================================== Gv: Trần Quang Thuận Tel: 0912.676.613 – 091.5657.952 5 Bài 3: Tìm chu kì phóng xạ. Tìm tuổi của cổ vật Phương pháp giải: • Sử dụng các công thức về sự phóng xạ như dạng 3 nêu ở trên. • Xét công thức: m = m 0 . .  = -log 2  Ta có thể tính t hoặc T. Ví dụ 3: Khi phân tích một mẫu gỗ, người ta thấy 77,5% số nguyên tử đồng vị phóng xạ 14 6 C đã bị phân rã thành các nguyên tử 17 7 N . Biết chu kì bán rã của 14 6 C là 5570 năm. Tuổi của mẫu gỗ này là bao nhiêu? Lời giải: Khi 77,5% số nguyên tử bị phóng xạ thì số nguyên tử còn lại chỉ là 22,5 % tức là: N = 0,225N 0 . Mà N = N 0 . => = 0,225  = - log 2 0,225 = 2,15  t = 2,15T. Thay số ta tính được 11976 (năm). Bài 4: Chất phóng xạ và chất tạo thành Phương pháp giải: • Lưu ý rằng có bao nhiêu hạt phóng xạ thì có bấy nhiêu hạt tạo thành. • Số hạt đã phóng xạ (chính là số hạt tạo thành) được tính: Nếu thời gian so sánh được với chu kì: ∆N = N 0 – N = N 0 (1 - ). Nếu thời gian rất nhỏ so với chu kì: ∆N = H.∆t = λN.∆t • Tỉ số số hạt chất còn lại trên số hạt chất tạo thành: = ( )/(1 - ). • Tỉ số khối lượng chất còn lại trên khối lượng chất tạo thành: = . . Ví dụ 4: Urani 238 92 U có chu kì bán rã là 4,5.10 9 năm. Khi phóng xạ α, urani biến thành Thôri 234 90 Th . Ban đầu có 23,8 g urani. a. Tính số hạt và khối lượng Thori sau 9.10 9 năm. b. Tính tỉ số số hạt và tỉ số khối lượng sau 4,5,10 9 năm. Lời giải: Phương trình phóng xạ:  + α ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI =============================================================================== Gv: Trần Quang Thuận Tel: 0912.676.613 – 091.5657.952 6 Ta thấy một nguyên tử U phóng xạ cho một nguyên tử Th Trong 23,8 g U ban đầu tương đương 1 mol thì có 6,02.10 22 nguyển tử U. a. Sau thời gian 9.10 9 năm tương đương 2 chu kì, số lượng hạt U sẽ giảm đi 4 lần, tức là còn lại ¼, hay số hạt phóng xạ là ¾. Vậy số hạt U phóng xạ hay số hạt Th tạo thành là: N Th = ¾.6,02.10 22 = 4,515.10 22 . Ta cũng thấy rằng ¾ khối lượng U đã phóng xạ hay 17,85 g U đã phóng xạ. Cứ 238 g U phóng xạ thì tạo thành 234 g Th. Vậy khối lượng Th tạo thành là: m Th = 17,85. = 17,55 (g). b. Căn cứ lập luận ở trên, ta thấy tỉ số giữa số hạt và hạt là 1/3. Khối lượng U còn lại là: ¼.23,8 = 5,95. Tỉ số giữa khối lượng và là: 5,95:17,55 = 0,339 1/2,95. Ta thấy rằng tỉ số khối lượng khác tỉ số số hạt của các chất urani và Thori. Bài 5: Bài toán hai chất phóng xạ với chu kì bán rã khác nhau Phương pháp giải: • Viết biểu thức số hạt hoặc khối lượng còn lại của các chất phóng xạ • Thiết lập tỉ số của số hạt hoặc khối lượng các chất phóng xạ Ví dụ 5: Cho biết 238 92 U và 235 92 U là các chất phóng xạ có chu kì bán rã lần lượt là T 1 = 4,5.10 9 năm và T 2 =7,13.10 8 năm. Hiện nay trong quặng urani thiên nhiên có lẫn U238 và U 235 theo tỉ lệ 160 : 1. Giả thiết ở thời điểm tạo thành Trái Đất tỉ lệ 1:1. Cho ln10 = 2,3; ln2 = 0,693. Tuổi của Trái Đất là bao nhiêu? Lời giải: Gọi N 0 là số hạt ban đầu (khi Trái Đất hình thành) của U238 và U235. Số hạt U238 hiện nay là: N 1 = N 0 . Số hạt U235 hiện nay là: N 2 = N 0 .  = Ta thấy chu kì bán rã của U235 nhỏ hơn, tức là U235 phóng xạ nhanh hơn, suy ra rằng số hạt còn lại của nó phải ít hơn. Kết hợp giả thiết ta có = 160.  = 160  t( ) = log 2 160 ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI =============================================================================== Gv: Trần Quang Thuận Tel: 0912.676.613 – 091.5657.952 7  t( ) = log 2 16 +  t( ) = 7,32  t = 7,32.  t= 6,2.10 9 (năm) Theo tính toán trên, tuổi của Trái Đất là 6,2 tỉ năm. Bài 6: Tính năng lượng tỏa ra hay thu vào trong phản ứng hạt nhân. Điều kiện phản ứng Phương pháp giải: • Gọi m 1 , m 2 là khối lượng trước và sau phản ứng. • Nếu m 1 > m 2 thì phản ứng tỏa một lượng năng lượng Q = (m 1 - m 2 )c 2 . • Nếu m 2 > m 1 thì phản ứng thu một lượng năng lượng Q = (m 2 – m 1 )c 2 . • Điều kiện để phản ứng xảy ra là phải nhận đủ năng lượng cần thu vào. Năng lượng đó có thể là động năng của các hạt đạn. Ví dụ 6: Xét phản ứng hạt nhân xảy ra khi dùng hạt α bắn phá nhân Al: 27 30 13 15 Al P n α + → + . Biết khối lượng hạt nhân: m Al = 26,974 u; m α = 4,0015 u; m p = 29,97 u; m n = 1,0087 u. Động năng tối thiểu của hạt α để phản ứng xảy ra là bao nhiêu? Lời giải: Xét phương trình phản ứng: 27 30 13 15 Al P n α + → + Khối lượng trước phản ứng: m 1 = m Al + m α = 26,974 + 4,0016 = 30,9756 (u) Khối lượng sau phản ứng: m 2 = m Al + m α = 29,79 + 1,0087 = 30,9787 (u) Vậy phản ứng trên là phản ứng thu năng lượng. W đ1 - W đ2 = (m 2 – m 1 )c 2 = (30,9787 - 30,9756).931 = 2,89 (MeV). Sau phản ứng, các hạt sinh ra có động năng. Trường hợp tối thiểu các hạt sinh ra có động năng bằng 0, tức là W đ2 = 0. Khi đó động năng của các hạt ban đầu, hay hạt α là 2,88 MeV. Ví dụ 7: Cho phản ứng hạt nhân: + p  + . Biết khối lượng hạt nhân m Na = 22,983734u, m He = 4,001151u, m p = 1,007276u, m Ne = 19,986950u. Phản ứng này tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng. Lời giải: Khối lượng trước phản ứng: m 1 = m Na + m p = 22,983734 + 1,007276 = 23,99101 (u) Khối lượng sau phản ứng: m 2 = m He + m Ne = 4,001151 + 19,986950 = 23,988101 (u) Phản ứng này tỏa ra một nhiệt lượng là: Q = (m 1 – m 2 )c 2 = (23,99101 - 23,988101).931 = 2,7 (MeV). ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI =============================================================================== Gv: Trần Quang Thuận Tel: 0912.676.613 – 091.5657.952 8 Bài 7: Vận dụng các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân Phương pháp giải: • Bảo toàn số khối (số nuclon) • Bảo toàn điện tích • Bảo toàn năng lượng • Bảo toàn động lượng • Chú ý: Động lượng là một véc tơ. Ví dụ 8: Phản ứng phân rã Urani có dạng 238 206 92 82 U Pb x y − → + α + β . Tính x và y trong phương trình trên. Lời giải: Theo định luật bảo toàn số khối ta có: 238 = 206 + 4x Theo định luật bảo toàn điện tích ta có: 92 = 82 + 2x – y Từ đó suy ra x = 8; y = 6. Ví dụ 9: Đồng vị phóng xạ pôlôni 210 84 Po là chất phóng xạ α tạo thành hạt nhân X. Cho 2 Po X m 209,9828u;m 4,0015u;m 205,9744u;1u 931MeV / c α = = = = . Giả sử ban đầu hạt Pôlôni đứng yên, động năng của hạt α là bao nhiêu? Lời giải: Ta có phương trình phóng xạ như sau:  + α Khối lượng trước phản ứng là m 1 = 209,9828 u. Khối lượng sau phản ứng là m 2 = 209,9759 u. Vậy phản ứng tỏa nhiệt. Nhiệt lượng tỏa ra là Q = (m 1 - m 2 )c 2 , hay Q = (209,9828 - 209,9759).931 = 6,42 (MeV). Động năng sau phản ứng bằng động năng trước phản ứng cộng với nhiệt tỏa ra. Theo giả thiết, động năng của Po ban đầu bằng 0, vậy tổng động năng của hạt X và α sinh ra bằng 6,42 MeV. K X + K α = 6,42 (*) Mặt khác theo định luật bảo toàn động lượng ta có: Po = X + α . Từ giả thiết suy ra X + α = 0  p X = p α  = (1) Ta biết rằng biểu thức của động lượng: p = mv, còn biểu thức động năng: K = mv 2 /2, ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI =============================================================================== Gv: Trần Quang Thuận Tel: 0912.676.613 – 091.5657.952 9 Suy ra : p 2 = 2mK Vậy (*) có thể viết lại: = Với biểu thức trên, ta có thể lấy gần đúng m α 4, m X 206  K α = 51,5K X (**)  Giải hệ gồm (*) và (**) ta tính được K α = 6,3 MeV. Ví dụ 10: Bắn hạt nhân α có động năng 18 MeV vào hạt nhân 14 7 N đứng yên ta có phản ứng 14 17 7 8 N O p α + → + . Biết các hạt nhân sinh ra cùng véc tơ vận tốc. Cho m α = 4,0015u; m p = 1,0072u; m N = 13,9992u; m O =16,9947u; cho u = 931 MeV/c 2 . Động năng của hạt prôtôn sinh ra có giá trị là bao nhiêu? Lời giải: Phương trình phản ứng hạt nhân: +  + Khối lượng trước phản ứng: m 1 = m α + m N = 4,0015 + 13,9992 = 18,0007 (u) Khối lượng sau phản ứng: m 2 = m O + m p = 16,9947 + 1,0072 = 18,0019 (u). Như vậy phản ứng thu năng lượng. Năng lượng thu vào: Q = (m 2 – m 1 )c 2 hay Q = (18,0019 - 18,0007).931 = 1,12 (MeV) Động năng các hạt sau phản ứng: K O + K α = 18 – 1,12 = 16,88 MeV (*) Các hạt O và α có cùng vận tốc nên tỉ số động năng của chúng bằng tỉ số khối lượng. Có thể lấy gần đúng khối lượng bằng số khối (với đơn vị u), ta có: = = 4,25 Thay vào hệ thức (*) ta tính được K α = 3,26 MeV và K O = 13,66 MeV. Chú ý: Chúng ta có hai bài toán phản ứng hạt nhân phổ biến là bài toán một hạt đứng yên vỡ thành hai hạt và bài toán một hạt bay vào va chạm với một hạt đứng yên sinh ra hai hạt. IV. BÀI TẬP ÔN LUYỆN Bài tự luận: 9.1. 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 tao 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 . 9.2. Tính năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân He 23 11 và Fe 56 26 . Hạt nhân nào bền vững hơn ? Cho m Na = 22,983734u ; m Fe = 55,9207u m n = 1,008665u ; m p = 1,007276u. ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI =============================================================================== Gv: Trần Quang Thuận Tel: 0912.676.613 – 091.5657.952 10 9.3. 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. 9.4. 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. 9.5. 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. 9.6. 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. 9.7. 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. 9.8. 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 là7,10MeV; của 234 U là 7,63MeV; của 230 Th là 7,70MeV. 9.9. 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 ∆m T = 0,0087u, của hạt nhân Đơteri là ∆m D = 0,0024u, của hạt nhân X là ∆m X = 0,0305u, 1u = 931,5 MeV/c 2 . 9.10. 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. 9.11. 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. 9.12. 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. [...]... úng A H t nhân càng b n khi h t kh i càng l n B Kh i lư ng c a h t nhân b ng t ng kh i lư ng c a các nuclôn C Trong h t nhân s prôtôn luôn luôn b ng s nơtrôn D Kh i lư ng c a prôtôn l n hơn kh i lư ng c a nơtroon Câu 3: ng v v là nh ng nguyên t mà h t nhân A có th phân rã phóng x B có cùng s prôtôn Z C có cùng s nơtron N D có cùng s nuclôn A Câu 4: Chu kì bán rã T c a m t ch t phóng x là kho ng th i gian... nhi t h ch là ph n ng h t nhân A to m t lư ng nhi t l n B c n m t nhi t r t cao m i th c hi n ư c C h p th m t nhi t lư ng l n D h t nhân các nguyên t b nung ch y thành các nuclôn áp án: 1D, 2A, 3B, 4A, 5A, 6A, 7C, 8A, 9D, 10B, 11D, 12B, 13D, 14B, 15B C u trúc h t nhân Câu 16: H t nhân nguyên t ư c c u t o b i nh ng h t nào? A Prôtôn B Nơtrôn C Prôton và nơtrôN D Prôton,nơtrôn và êlectron 23 Câu 17:... ta không bi t cách nào có th làm thay i h ng s phân rã phóng x Câu 12: Trong các ph n ng h t nhân, i lư ng nào ư c b o toàn? A T ng s prôtôn B T ng s nuclôn C T ng s nơtron D T ng kh i lư ng các h t nhân Câu 13: Các ph n ng h t nhân không tuân th theo các nh lu t nào sau ây? A B o toàn năng lư ng toàn ph n B B o toàn i n tích C B o toàn ng lư ng D B o toàn kh i lư ng Câu 14: Trong m t ph n ng h t nhân, ... lư ng magiê t o ra sau th i gian 45 gi 9.15 Cho ph n ng h t nhân 230 90 Th → 226 88 Ra + X + 4,91MeV a Nêu c u t o c a h t nhân X b Tính ng năng c a h t nhân Ra Bi t h t nhân Th ng yên L y kh i lư ng g n úng c a các h t nhân tính b ng ơn v u có giá tr b ng s kh i c a chúng 9.16 Cho ph n ng h t nhân 9 Be + 1 H → X + 6 Li 3 4 1 a X là h t nhân c a nguyên t nào và còn g i là h t gì? b Hãy cho bi t ó... =============================================================================== b Tính s h t nhân X ư c t o thành trong năm th 786 Bi t lúc u có 2,26g radi Coi kh i lư ng c a h t nhân tính theo u x p x b ng s kh i c a chúng và NA = 6,02.1023mol-1 9.13 Pôlôni 210 84 Po là m t ch t phóng x có chu kì bán rã 140 ngày êm H t nhân pôlôni phóng x s bi n thành h t nhân chì (Pb) và kèm theo m t h t α Ban u có 42mg ch t phóng x pôlôni Tính kh i lư ng chì sinh ra sau... 3 Li 4 7 Câu 21: H t nhân nguyên t chì có 82 prôtôn và 125 nơtron H t nhân nguyên t này có kí hi u như th nào? 207 B 12 Pb C 82 Pb D 82 Pb A 125 Pb 12 125 207 3 4 Câu 22: Cho 4 h t nhân nguyên t có kí hi u tương ng 2 D, 31T, 2 He, 2 He Nh ng c p h t nhân nào là 1 các h t nhân ng v ? 3 A 2 D và 2 He B 2 D và 4 He C 2 D và 4 He D 2 D và 31T 1 1 2 1 2 1 Câu 23: Kh i lư ng c a h t nhân 10 4 Be là 10,0113u;... 30 Câu 74: Xét ph n ng h t nhân x y ra khi dùng h t α b n phá nhân: 13 Al + α → 15 P + n Bi t kh i lư ng h t nhân : MAl = 26, 974u; mp = 29,97u; mn = 1,0087u Năng lư ng t i thi u c a h t α ph n ng x y ra là bao nhiêu? A 2,35 MeV B 3,17MeV C 5,23 MeV D 6,21 MeV 14 Câu 75: B n h t nhân α có ng năng 18 MeV vào h t nhân 7 N ng yên ta có ph n ng α +14 N →17 O + p Bi t các h t nhân sinh ra cùng véc tơ v... năng Wp = 5,58MeV b n phá h t nhân 23 Na ng yên sinh ra h t α và X 11 Coi ph n ng không kèm theo b c x γ a Vi t phương trình ph n ng và nêu c u t o h t nhân X b Ph n ng trên thu hay t a năng lư ng Tính năng lư ng ó c Bi t ng năng c a h t α là Wα = 6,6MeV Tính ng năng c a h t nhân X 9.18 B n h t α có ng năng 4MeV vào h t nhân 14 7 N ng yên thì thu ư c m t h t prôton và m t h t nhân X a Vi t phương trình... TR C NGHI M Lý thuy t 23 23 Câu 1: Năng lư ng liên k t c a h t α là 28,4MeV, c a h t 11 Na là 186,6MeV H t 11 Na b n v ng hơn h t α là do: A h t nhân nào có năng lư ng liên k t l n hơn thì b n v ng hơn 23 B α là ng v phóng x còn 11 Na là ng v b n C h t nhân có s kh i càng l n thì càng b n v ng D h t nhân có năng lư ng liên k t riêng càng l n thì càng b n v ng Câu 2: Ch n câu úng A H t nhân càng b n... Câu 60: Cho ph n ng h t nhân 92 U + n →Z X + 41 Nb + 3n + 7β A và Z có giá tr là bao nhiêu? A A = 142, Z = 56 B A= 139; Z = 58 C A = 133; Z = 58 D A = 138; Z = 58 27 27 Câu 61: ng v phóng x 14 Si chuy n thành 13 Al ã phóng ra: A H t α B H t pôzitôn ( β + ) Câu 62: Cho ph n ng h t nhân: C H t êlectron ( β − ) D H t prôtôn 37 17 37 Cl +1 H → n +18 Ar Cho bi t kh i lư ng h t nhân mCl = 36,956563u , . = H 0 .e -λt = H 0 . . 3. Phản ứng hạt nhân Phản ứng hạt nhân là tương tác của các hạt nhân dẫn đến sự tạo thành các hạt nhân khác. Trong phản ứng hạt nhân, khối lượng có thể thay đổi nhưng. ứng hạt nhân phổ biến là bài toán một hạt đứng yên vỡ thành hai hạt và bài toán một hạt bay vào va chạm với một hạt đứng yên sinh ra hai hạt. IV. BÀI TẬP ÔN LUYỆN Bài tự luận: 9.1. Hạt nhân. phản ứng hạt nhân 230 90 Th → 226 88 Ra + X + 4,91MeV. a. Nêu cấu tạo của hạt nhân X. b. Tính động năng của hạt nhân Ra. Biết hạt nhân Th đứng yên. Lấy khối lượng gần đúng của các hạt nhân tính