bài tập Vật lý hạt nhân

Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64 Chương HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ I. TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN 1. Cấu tạo hạt nhân - Hạt nhân tích điện dương bằng +Ze (Z là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn), kích thước hạt nhân rất nhỏ, nhỏ hơn kích thước nguyên tử khoảng 10 4 – 10 5 lần - Hạt nhân được tạo thành bởi hai loại hạt là prôtôn và nơtrôn; hai loại hạt này gọi chung là nuclôn. o Prôtôn, kí hiệu p, mang một điện tích nguyên tố dương +e, khối lượng 1,67262.10 -27 kg. o Nơtrôn, kí hiệu n, không mang điện, khối lượng 1,67493.10 -27 kg. o Hạt nhân nguyên tử chứa Z prôtôn và N nơtrôn. Tổng số nuclôn trong hạt nhân A = Z + N, A gọi là số khối. - Ký hiệu hạt nhân: Người ta dùng ký hiệu hóa học X của nguyên tố để đặt tên cho hạt nhân: X A Z hoặc A X hoặc XA. Ví dụ: Hạt nhân Na có thể ký hiệu bằng các cách sau: ,hay , 2323 11 NaNa hoặc Na23. - Đồng vị o Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có cùng số prôtôn Z nhưng có số nơtrôn N khác nhau, do đó có số khối A = Z + N khác nhau (có cùng một vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn). Ví dụ: H 1 1 DH 2 1 2 1 hay TH 3 1 3 1 hay o Hyđrô có ba đồng vị là: + Hyđrô thường H 1 1 chiếm 99,9% hyđrô thiên nhiên. + Hyđrô nặng hay đơtêri DH 2 1 2 1 hay chiếm 0,015% hyđrô thiên nhiên. + Hyđrô siêu nặng hay triti TH 3 1 3 1 hay hạt nhân này không bền, thời gian sống của nó khoảng 10 năm. o Cacbon có nhiều đồng vị, trong đó chỉ có hai đồng vị bền là C 12 6 và C 13 6 . Trong một khối cacbon tự nhiên bền vững, C 12 6 chiếm khoảng 98,89% và C 13 6 chiếm khoảng 1,11%. - Đồng vị phóng xạ là đồng vị mà các hạt nhân của nó có thể phóng ra các tia phóng xạ và biến đổi hạt nhân của nguyên tố khác. Ví dụ: Đồng vị ThHeU 234 90 4 2 238 92 +→ 2. Khối lượng hạt nhân - Các hạt nhân có khối lượng rất lớn so với khối lượng của electron; vì vậy khối lượng nguyên tử tập trung gần như toàn bộ ở hạt nhân. Để tiện cho tính toán khối lượng hạt nhân, người ta định nghĩa một đơn vị mới đó khối lượng cỡ khối lượng các hạt nhân. Đơn vị này gọi là đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u. - Đơn vị khối lượng nguyên tử u có giá trị bằng 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị C 12 6 , vì vậy còn gọi là đơn vị cacbon. kgu 27 23 10.66055,1 10.023,6 012,0 . 12 1 1 − == - Khối lượng và năng lượng o Theo hệ thức Anh-xtanh về mối quan hệ giữa năng lượng E và khối lượng m của cùng một vật có dạng: E = mc 2 o Năng lượng tính ra đơn vị eV tương ứng với khối lượng 1u là: E = uc 2 ≈ 931,5 MeV => 1u ≈ 931,5 MeV/c 2 (MeV/c 2 cũng được coi là đơn vị đo khối lượng hạt nhân) - 1 - Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64 o Chú ý: Lý thuyết Anh-xtanh, một vật có khối lượng nghỉ m 0 (khối lượng của vật ở trạng thái nghỉ), khi chuyển động với tốc độ v, khối lượng sẽ tăng lên thành m (khối lượng động) với 2 2 0 1 c v m m − = Khi đó năng lượng của vật (năng lượng toàn phần) là E = mc 2 = 2 2 2 0 1 c v cm − Năng lượng E 0 = m 0 c 2 được gọi là năng lượng nghỉ và hiệu số E – E 0 = (m - m 0 )c 2 chính là động năng của vật. II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1. Lực hạt nhân - Các nuclôn trong hạt nhân hút nhau bằng các lực rất mạnh tạo nên hạt nhân bền vững. Các lực hút đó gọi là lực hạt nhân. - Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện vì lực hạt nhân luôn là lực hút giữa hai prôtôn, giữa hai nơtron và giữa một nơtron với một prôtôn. Lực hạt nhân không phụ thuộc vào điện tích. - Lực hạt nhân không cùng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn; nó là một loại lực truyền tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân. Lực này cũng được gọi là lực tương tác mạnh, nhưng chỉ tác dụng khi khoảng cách giữa hai nuclôn bằng hoặc nhỏ hơn kích thước của hạt nhân. 2. Năng lượng liên kết của hạt nhân - Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó. - Độ chênh lệch giữa hai khối lượng đó được gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu ∆m: ∆m = Zm p + (A - Z)m n - m x Trong đó: ∆m là độ hụt khối Zm p là khối lượng của Z prôtôn (A – Z)m n là khối lượng của (A - Z) nơtron m x là khối lượng của hạt nhân X - Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số c 2 . W lk = [Zm p + (A – Z)m n – m x ]c 2 Hay W lk = ∆mc 2 - Năng lượng liên kết riêng (kí hiệu A W lk ) là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn, thì càng bền vững. 3. Phản ứng hạt nhân - Phân loại: Phản ứng hạt nhân thường chia làm hai loại: + Phản ứng tự phát là quá trình phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác. + Phản ứng hạt nhân kích thích là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo thành các hạt nhân khác. - Đặc tính của phản ứng hạt nhân: + Biến đổi các hạt nhân. + Biến đổi các nguyên tố. + Không bảo toàn khối lượng nghỉ. - Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân o Bảo toàn điện tích: Tổng điện tích của các hạt tham gia phản ứng bằng tổng điện tích của các hạt tạo thành sau phản ứng. ( A B C D Z Z Z Z + = + ) - 2 - Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64 o Bảo toàn số nuclôn (bảo toàn số A): Prôtôn có thể biến thành nơtrôn và ngược lại nhưng số nuclôn là không đổi. ( A B C D A A A A + = + ) o Bảo toàn năng lượng toàn phần: Tổng năng lượng của một hệ kín được bảo toàn. ( ) ( ) ( ) ( ) A ñA B ñB C ñC D ñD E E E E E E E E + + + = + + + o Bảo toàn động lượng: Động lượng của một hệ kín được bảo toàn. A B C D p p p p+ = + uur uur uur uur - Năng lượng phản ứng hạt nhân: Gọi tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng là m trước , tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng là m sau + Phản ứng tỏa năng lượng khi m trước > m sau , năng lượng tỏa ra được tính bằng công thức: W tỏa = W = (m trước – m sau )c 2 + Phản ứng thu năng lượng khi m trước < m sau , năng lượng thu được tính bằng công thức: W thu = |W| = -W III. PHÓNG XẠ 1. Hiện tượng phóng xạ - ĐN: Phóng xạ là quá trình phân hủy tự phát của một hạt nhân không bền vững (tự nhiên hay nhân tạo). Quá trình phân hủy này kèm theo sự tạo ra các hạt và có thể kèm theo sự phát ra các bức xạ điện từ. Hạt nhân tự phân hủy gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân được tạo thành sau phân hủy gọi là hạt nhân con. - Các dạng phóng xạ + Phóng xạ α Hạt nhân mẹ X phân rã tạo thành hạt nhân con Y, đồng thời phát ra tia phóng xạ α theo phản ứng sau: HeYX A Z A Z 4 2 4 2 +→ − − hay có thể viết HeX A Z A Z 4 2 − − → α * Bản chất là chùm hạt nhân hêli He 4 2 gọi là hạt α. * Tính chất: mang điện tích (+2e) nên tia α lệch về bản cực âm của tụ điện. Hạt α phóng ra với vận tốc v ≈ 10 7 m/s, làm ion hóa môi trường và mất dần năng lượng, vì vậy nó chỉ đi được tối đa trong không khí 8cm và khả năng đâm xuyên yếu. + Phóng xạ β - Phóng xạ β - là quá trình phát ra tia β - . Tia β - là các dòng electron ( e 0 1− ). Dạng tổng quát của quá trình phóng xạ: YX A Z A Z 1+ → − β + Phóng xạ β + là quá trình phát ra tia β + . Tia β - là các dòng pôzitron ( e 0 1 ). Pôzitron ( e 0 1 ) có điện tích +e và có khối lượng bằng khối lượng electron, nó là phản hạt của electron. Dạng tổng quát của quá trình phóng xạ: YX A Z A Z 1− → + β + Tính chất: Các hạt β phóng ra với vận tốc v ≈ c = 3.10 8 m/s, cũng làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn tia α nên tia β có thể đi xa hàng trăm mét trong không khí và khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia α. + Phóng xạ γ * Bản chất: là sóng điện từ có bước sóng ngắn (λ < 0,01nm), đồng thời là chùm phôtôn có năng lượng cao. * Tính chất: tia γ có khả năng đâm xuyên rất lớn, có thể đi qua lớp chì dày hàng chục cm và gây nguy hiểm cho con người, vì không mang điện nên nó không bị lệch trong điện trường và từ trường. 2. Định luật phóng xạ - 3 - Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64 - Đặc tính của quá trình phóng xạ + Có bản chất là quá trình biến đổi hạt nhân + Có tính tự phát và không điều khiển được + Là một quá trình ngẫu nhiên - Định luật phóng xạ + Xét một mẫu p.xạ có N h.nhân tại thời điểm t. Tại thời điểm (t + dt) số h.nhân giảm đi và trở thành (N +dN) với dN < 0. + Số hạt nhân đã phân hủy trong khoảng thời gian dt là (-dN) - dN = λNdt Trong đó λ là một hằng số dương gọi là hằng số phóng xạ dt N dN λ −= + Gọi N 0 là số hạt nhân của mẫu phóng xạ tồn tại lúc t = 0, số hạt nhân N vào thời điểm t > 0 là: N = N 0 t e λ − - Chu kỳ bán rã: Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi một thời gian T gọi là chu kỳ bán rã, cứ sau mỗi chu kỳ này thì ½ số nguyên tử của chất ấy biến đổi thành chất khác. λλ 693,02ln == T 3. Đồng vị phóng xạ nhân tạo - Ngoài các đồng vị p.xạ có sẵn trong tự nhiên, người ta chế tạo được nhiều đồng vị p.xạ gọi là đồng vị p.xạ nhân tạo. - Phóng xạ nhân tạo và phương pháp nguyên tử đánh dấu + Bằng phương pháp tạo ra phóng xạ nhân tạo, người ta tạo ra các hạt nhân phóng xạ của các nguyên tố X bình thường, không phải là tạo ra chất phóng xạ theo sơ đồ tổng quát sau: XnX A Z A Z 11 0 + →+ + X A Z 1+ là các đồng vị phóng xạ của X. Khi trộn lẫn các hạt nhân bình thường không phóng xạ, các hạt nhân phóng xạ X A Z 1+ được gọi là các nguyên tử đánh dấu, cho phép ta khảo sát sự tồn tại, sự phân bố, sự chuyển vận của nguyên tố X. Phương pháp nguyên tử đánh dấu có nhiều ứng dụng trong sinh học, hóa học, y học - Đồng vị 14 C, đồng hồ Trái Đất + Ở tầng cao khí quyển, trong thành phần của tia vũ trụ có các nơtron chậm (tốc độ vào cỡ vài tram mét trên giây). Một nơtron chậm khi gặp hạt nhân N 14 7 (có trong khí quyển) tạo nên phản ứng: pCNn 1 1 14 7 14 7 1 0 +→+ C 14 6 là một đồng vị phóng xạ β - , chu kỳ bán rã 5 730 năm. + Trong khí quyển có cácbon đioxit: Trong các hnhân cacbon ở đây có lẫn cả C 12 6 và C 14 6 (tỉ lệ không đổi: C 14 6 chiếm 10 -6 %) + Các loài thực vật hấp thụ CO 2 trong không khí, trong đó cacbon thường và cacbon phóng xạ với tỉ lệ 10 -6 %. Khi loài thực vật ấy chết, không còn sự hấp thụ CO 2 trong không khí và C 14 6 không còn tái sinh trong thực vật nữa. Vì C 14 6 phóng xạ nên lượng C 14 6 giảm dần trong thực vật đó. So sánh các tỉ lệ đó cho phép ta xác định thời gian từ lúc loài thực vật đó chết đến nay. Phương pháp này cho phép tính các khoảng thời gian từ 5 đến 55 thế kỉ. IV. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 1. Cơ chế của phản ứng phân hạch - Phản ứng phân hạch là gì ? Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn. - Phản ứng phân hạch kích thích. - 4 - Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64 + Xét các phản ứng phân hạch của các hạt nhân: U 235 92 , U 238 92 , Pu 239 94 vì đó là những nguyên liệu cơ bản của công nghiệp năng lượng hạt nhân. + Để truyền năng lượng kích hoạt cho hạt nhân X là cho một nơtron bắn vào X để X “bắt” nơtron đó. Khi “bắt” nơtron, hạt nhân X chuyển sang một trạng thái kích thích, kí hiệu X * . Trạng thái này không bền vững và kết quả xảy ra phân hạch. n + X → X * → Y + Z + kn (k = 1, 2, 3) + Hạt nhân X * vỡ thành hai mảnh kèm theo một vài nơtron phát ra. + Quá trình phân hạch của X không trực tiếp mà phải qua trạng thái kích thích X * . 2. Năng lượng phân hạch - Xét các phản ứng phân hạch U 235 92 sau đây: nIYUUn 1 0 138 53 95 39 *236 92 235 92 1 0 3++→→+ nSrXeUUn 1 0 95 38 139 54 *236 92 235 92 1 0 2++→→+ - Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng + Các phép tính toán chứng tỏ phản ứng phân hạch trên là phản ứng tỏa năng lượng, nlượng đó gọi là năng lượng phân hạch + Ví dụ: Sự phân hạch của 1g 235 U giải phóng một năng lượng bằng 8,5.10 10 J, tương đương với năng lượng vủa 8,5 tấn than hoặc 2 tấn dầu tỏa ra khi cháy hết. - Phản ứng phân hạch dây chuyền. + Sau mỗi lần phân hạch, có k nơtron được giải phóng đến kích thích các hạt nhân 235 U khác tạo nên những phân hạch mới. Sau n lần phân hạch liên tiếp, số nơtron giải phóng là k n và kích thích k n phân hạch mới. + Khi k < 1 phản ứng phân hạch dây chuyền tắt nhanh. + Khi k = 1 phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và năng lượng phát ra không đổi theo thời gian. + Khi k > 1 phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và năng lượng phát ra tăng nhanh và có thể gây nên bùng nổ. + Muốn cho k ≥ 1, khối lượng của chất phân hạch phải đủ lớn để số nơtron bị “bắt” nhỏ hơn nhiều so nhiều so với số nơtron được giải phóng. + Khối lượng tối thiểu của chất phân hạch để phản ứng phân hạch dây chuyền duy trì được trong đó gọi là khối lượng tới hạn. 3. Phản ứng phân hạch có điều khiển - Phản ứng phân hạch này được thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân, tương ứng với trường hợp k = 1. - Để đảm bảo cho k = 1, người ta dùng những thanh điều khiển có chứa bo hoặc cađimi. - Vì bo hoặc cađimi có tác dụng hấp thụ nơtron nên khi số nơtron tăng quá nhiều người ta cho các thanh điều khiển ngập sâu vào trong lò để hấp thụ nơtron thừa. Nhiên liệu phân hạch trong các lò phản ứng thường là 235 U hay 239 Pu. - Năng lượng tỏa ra trong lò phản ứng không đổi theo thời gian. V. PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH. 1. Cơ chế của phản ứng nhiệt hạch - Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn. - Điều kiện thực hiện + Nhiệt độ cao (50 ÷ 100 triệu độ) để chuyển hỗn hợp nhiên liệu sang trạng thái plasma. + Mật độ hạt nhân trong plasma (n) phải đủ lớn. + Thời gian duy trì trạng thái plasma (τ) ở nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn. - 5 - Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64 Vậy, 3 1614 )1010( cm s n ÷≥ τ là điều kiện cơ bản để xảy ra phản ứng hạt nhân. 2. Năng lượng nhiệt hạch Năng lượng tỏa ra bởi các phản ứng nhiệt hạch được gọi là năng lượng nhiệt hạch. 3. Phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất - Trên Trái Đất, loài người đã tạo ra phản ứng nhiệt hạch khi thử bom H và đang nghiên cứu phản ứng nhiệt hạch có điều khiển. - Phản ứng nhiệt hạch có điều khiển MeVnHeHH 6,17 1 0 4 2 3 1 2 1 ++→+ - Muốn tiến hành được phản ứng nhiệt hạch cho các hạt nhân H 2 1 và H 3 1 thì phải tiến hành theo ba cách: + Đưa nhiệt độ lên cao. + Dùng các máy gia tốc. + Dùng chùm laze cực mạnh. - 6 - Phần Hạt nhân ngun tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64 HẠT NHÂN NGUN TỬ I. HẠT NHÂN NGUN TỬ 1. Cấu tạo hạt nhân: − − −   =    = +       =   =   =     27 19 27 1,67262.10 prôtôn 1,6.10 được tạo nên từ 1,67493.10 ( - ) nơtrôn 0 : không mang điện p p A Z n p m kg Z q C X m kg N A Z q 2. Đơn vị khối lượng ngun tử ( u ): − =  = ⇒  =  27 1,007276 1 1,66055.10 1,008665 p n m u u kg m u 3. Các cơng thức liên hệ: a. Số mol: 23 A ; A: khối lượng mol(g/mol) hay số khối (u) : khối lượng N: số hạt nhân nguyên tử ; N 6,023.10 nguyên tử/mol A A A m NA n m A N N mN n N N A   = =     ⇒      =  =   =    4. Bán kính hạt nhân: 1 15 3 1,2.10 ( )R A m − = II. NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN 1. Độ hụt khối: 0 0 ( ) : khối lượng các nuclôn riêng lẻ p n m Zm A Z m m m m = + −    ∆ = −   2. Hệ thức Einstein: 2 E mc= ; 2 1 931,5uc MeV= ; 13 1 1,6.10MeV J − = 3. Năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng: a. Năng lượng liên kết: 2 E mc∆ = ∆ b. Năng lượng liên kết riêng: : tính cho một nuclôn E A δ ∆ = Chú ý: H.nhân có số khối trong khoảng từ 50 đến 70, n.lượng liên kết riêng của chúng có giá trị lớn nhất vào khoảng 8,8 MeV/nu III. PHĨNG XẠ 1. Định luật phóng xạ: λ λ λ − −  = =   =   = =   0 0 0 0 ln2 2 ; với : hằng số phân rã ( ) 2 t t T t t T N N N e m T s m m e 2. Độ phóng xạ: 0 0 10 0 0 ln2 ; với : hằng số phân rã ( ) 2 ; ( ); 1 3,7.10 Bq t t T H H H e T s H N H N Bq Ci λ λ λ λ −  = = =    = = =  3. Thể tích của dung dịch chứa chất phóng xạ: 0 0 2 t T H V V H = Trong đó: la the å tích dung dòch chứa V ø H - 7 - Phần Hạt nhân ngun tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64 Chu kì bán rã của một số chất Chất phóng xạ 12 6 Cacbon C 16 8 Oxi O 235 92 Urani U 210 84 Poloni Po 226 88 Ri Ra 219 86 Radon Ra 131 53 Iôt I Chu kì bán rã 5730 nămT = 122 sT = 8 7,13.10 nămT = 138 ngàyT = 1620 nămT = 4 sT = 8 ngàyT = 3. Chất phóng xạ bị phân rã: a. Số hạt nhân ngun tử bị phân rã: 0 0 (1 ) t N N N N e λ − ∆ = − = − b. Khối lượng hạt nhân ngun tử bị phân rã: 0 0 (1 ) t m m m m e λ − ∆ = − = − Chú ý: Số hạt nhân ngun tử tạo thành bằng số hạt nhân ngun tử phóng xạ bị phân rã B : N C A A B C N N→ + = = ∆ ; khơng có định luật bảo tồn khối lượng. 4. Các tia phóng xạ: a. Tia α : 4 4 2 2 là hạt He α b. Tia β : 0 0 1 1 0 0 1 1 ( ) ( ) là pozitron e có hai loại là electron e β β + − − −    c. Tia γ : Có bước sóng ngắn 11 10 m λ − < , có năng lượng rất lớn IV. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1. Phản ứng hạt nhân: CA B D A B C D AA A A Z Z Z Z A B C D+ → + 2. Các định luật bảo tồn: a. Định luật bảo tồn điện tích: A B C D Z Z Z Z+ = + b. Định luật bảo tồn số nuclon: A B C D A A A A+ = + c. Định luật bảo tồn năng lượng: ( ) ( ) ( ) ( ) A đA B đB C đC D đD E E E E E E E E+ + + = + + + d. Định luật bảo tồn động lượng: A B C D p p p p+ = + uur uur uur uur 3. Các cơng thức liên hệ: a. Động năng: − − = = = 2 27 13 1 ; ( ); 1 1,66055.10 ; 1 1,6.10 2 đ E mv m kg u kg MeV J b. Động lượng: hay ; p mv p mv p v= = ↑↑ ur r ur r c. Liên hệ: 2 đ 2p mE= 4. Năng lượng trong phản ứng hạt nhân: Khối lượng các hạt nhân trước phản ứng: 0 A B M m m= + Khối lượng các hạt nhân sau phản ứng: C D M m m= + a. Phản ứng tỏa năng lượng: 0 M M> Năng lượng tỏa ra là: 2 0 ( ) 0E M M c∆ = − ≥ b. Phản ứng thu năng lượng: 0 M M< Năng lượng thu vào là: 2 0 ; ( ) đ E E E E M M c= ∆ + ∆ = − - 8 - Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64 BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM - 9 - Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64 Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Hạt nhân nguyên tử X A Z được cấu tạo gồm Z nơtron và A prôton. B. Hạt nhân nguyên tử X A Z được cấu tạo gồm Z prôton và A nơtron. C. Hạt nhân nguyên tử X A Z được cấu tạo gồm Z prôton và (A - Z) nơtron. D. Hạt nhân nguyên tử X A Z được cấu tạo gồm Z nơtron và (A + Z) prôton. Câu 1. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôton. B. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các nơtron. C. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôton và các nơtron. D. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôton, nơtron và electron. Câu 2. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số khối A bằng nhau. B. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số prôton bằng nhau, số nơtron khác nhau. C. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số nơtron bằng nhau, số prôton khác nhau. D. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có khối lượng bằng nhau. Câu 3. Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị khối lượng nguyên tử? A. Kg; B. MeV/c; C. MeV/c 2 ; D. u. Câu 4. Định nghĩa nào sau đây về đơn vị khối lượng nguyên tử u là đúng? A. u bằng khối lượng của một nguyên tử Hyđrô H 1 1 . B. u bằng khối lượng của một hạt nhân nguyên tử Cacbon H 1 1 . C. u bằng 12 1 khối lượng của một hạt nhân nguyên tử Cacbon C 12 6 . D. u bằng 12 1 khối lượng của một nguyên tử Cacbon C 12 6 . Câu 5. Hạt nhân H U 238 92 có cấu tạo gồm: A. 238p và 92n; C. 92p và 238n; B. 238p và 146n; D. 92p và 146n. Câu 6. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Năng lượng liên kết là toàn 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 toàn 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 7. Hạt nhân đơteri D 2 1 có khối lượng 2,0136u. Biết khối lượng của prôton là 1,0073u và khối lượng của nơtron là 1,0087u. Năng lượng liên kết của hạt nhân D 2 1 là: A. 0,67MeV; C.1,86MeV; B. 2,02MeV; D. 2,23MeV. Câu 8. Hạt nhân Co 60 27 có cấu tạo gồm: A. 33 prôton và 27 nơtron; B. 27 prôton và 60 nơtron. C. 27 prôton và 33 nơtron; D. 33 prôton và 27 nơtron. Câu 9. Hạt nhân Co 60 27 có khối lượng là 55,940u. Biết khối lượng của prôton là 1,0073u và khối lượng của nơtron là 1,0087u. Độ hụt khối của hạt nhân Co 60 27 là: A. 4,544u; B. 4,536u; C. 3,154u; D. 3,637u. Câu 10. Hạt nhân Co 60 27 có khối lượng là 55,940u. Biết khối lượng của prôton là 1,0073u và khối lượng của nơtron là 1,0087u. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Co 60 27 là: A. 70,5MeV; B. 70,4MeV; C. 48,9MeV; D. 54,4MeV. Câu 11. Chọn phát biểu nào đúng. Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân: A. phát ra một bức xạ điện từ. B. tự phát ra các tia α, β, γ. C. tự phát ra tia phóng xạ và biến thành một hạt nhân khác. D. phóng ra các tia phóng xạ, khi bị bắn phá bằng những hạt chuyển động nhanh. Câu 12. Phát biểu nào sau đây là Sai khi nói về tia anpha? A. Tia anpha thực chất là hạt nhân nguyên tử hêli ( He 4 2 ). B. Khi đi qua điện trường giữa hai bản tụ điện, tia anpha bị lệch về phía bản âm tụ điện. C. Tia anpha phóng ra từ hạt nhân với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng. - 10 - [...]... hai hạt nhân B Trong số các hạt nhân trong phản ứng có thể có các hạt đơn giản hơn hạt nhân (hạt sơ cấp) C Nếu vế trái của phản ứng chỉ có một hạt nhân có thể áp dụng định luật phóng xạ cho phản ứng D A, B và C đều đúng 19 16 Câu 38 Cho phản ứng hạt nhân 9 F + p → 8 O + X , hạt nhân X là hạt nào sau đây? A α; B β-; C β+; D N 25 22 Câu 39 Cho phản ứng hạt nhân 12 Mg + X →11 Na + α , hạt nhân X là hạt nhân. .. hai hạt nhân B Trong số các hạt nhân trong phản ứng có thể có các hạt đơn giản hơn hạt nhân (hạt sơ cấp) C Nếu vế trái của phản ứng chỉ có một hạt nhân có thể áp dụng định luật phóng xạ cho phản ứng D A, B và C đều đúng Câu 105 Cho phản ứng hạt nhân 19 16 9 F + p → 8 O + X , hạt nhân X là hạt nào sau đây? A α; B β-; C β+; D N Câu 106 Cho phản ứng hạt nhân 25 22 Mg + X →11 Na + α , hạt nhân X là hạt nhân. .. anpha (α)? A Hạt nhân tự động phóng xạ ra hạt nhân hêli ( 4 He ) 2 B Trong bảng hệ thống tuần hoàn, hạt nhân con lùi hai ô so với hạt nhân mẹ C Số khối của hạt nhân con nhỏ hơn số khối hạt nhân mẹ 4 đơn vị D A, B và C đều đúng Câu 76 Điều khẳng định nào sau đây là sai khi nói về phóng xạ β-? A Hạt nhân mẹ phóng xạ ra pôzitron B Trong bảng hệ thống tuần hoàn, hạt nhân con tiến một ô so với hạt nhân mẹ C... Cho phản ứng hạt nhân 37 37 Cl + X →18 Ar + n , hạt nhân X là hạt nhân nào sau 17 đây? 2 A 11 H ; B 1 D ; C 31T ; D 24 He - 17 - Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64 Câu 108 Cho 3 1T + X → α + n , hạt phản ứng hạt nhân Câu 114 Sự phân hạch là sự vỡ một hạt nhân X là hạt nhân nào sau nhân nặng: A thường xảy ra một cách tự phát thành nhiều đây? 1 2 3 4 hạt nhân nặng hơn... 37 37 Câu 40 Cho phản ứng hạt nhân 17 Cl + X →18 Ar + n , hạt nhân X là hạt nhân nào sau đây? 2 A 11H ; B 1 D ; C 31T ; D 24 He 3 Câu 41 Cho phản ứng hạt nhân 1T + X → α + n , hạt nhân X là hạt nhân nào sau đây? 2 A 11H ;B 1 D ; C 31T ; D 24 He - 12 - Phần Hạt nhân nguyên tử Câu 42 Cho phản 3 2 1 H + 1 H → α + n + 17,6 MeV , Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64 ứng hạt nhân biết số Avôgađrô NA... của hạt nhân mẹ và hạt nhân con bằng nhau D A hoặc B hoặc C đúng Câu 77 Điều nào sau đây là đúng khi nói về phóng xạ β+? A Hạt nhân mẹ phóng xạ ra pôzitron B Trong bảng hệ thống tuần hoàn, hạt nhân con lùi một ô so với hạt nhân mẹ C Số điện tích của hạt nhân mẹ lớn hơn số điện tích của hạt nhân con một đơn vị D A, B và C đều đúng Câu 78 Phát biểu nào sau đây là đúng? A Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân. .. Chọn câu Đúng: Sự phân hạch là sự vỡ một hạt nhân nặng: A Một cách tự phát thành nhiều hạt nhân nhẹ hơn B Thành hai hạt nhân nhẹ hơn do hấp thụ một nơtron C Thành hai hạt nhân nhẹ hơn và vài nơtron, sau khi hấp thụ một nơtron chậm D Thành hai hạt nhân nhẹ hơn một cách tự phát Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani U235 năng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 200MeV Khi 1kg U235 phân hạch... nhiêu? ứng hạt nhân? A Toả ra 1,60132MeV A Phản ứng phân hạch là phản ứng hạt nhân B Thu vào 1,60132MeV tạo ra hai hạt nhân nhẹ hơn, có tính phóng xạ C Toả ra 2,562112.10-19J D Thu B Khi hạt nhân nặng hấp thụ một nơtron vỡ vào 2,562112.10-19J thành 2 hạt nhân trung bình và toả năng lượng Câu 111 Năng lượng tối thiểu cần thiết để lớn chia hạt nhân 12 C thành 3 hạt α là bao nhiêu? C Khi hai hạt nhân rất nhẹ... phân hạch vỡ ra thành hai hạt 2,67197MeV nhân có số khối từ 80 đến 160 C Toả ra 4,275152.10-13J D Thu vào Câu 119 Sự phân hạch là sự vỡ một hạt -13 2,67197.10 J nhân nặng: Câu 113 Hạt α có động năng Kα = 3,1MeV A Một cách tự phát thành nhiều hạt nhân nhẹ đập vào hạt nhân nhôm gây ra phản ứng hơn 27 30 α +13 Al →15 P + n , khối lượng của các hạt nhân là m α B Thành hai hạt nhân nhẹ hơn do hấp thụ một... tử phát ra sóng điện từ B Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử phát ra các tia α, β, C Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử phát ra các tia không nhìn thấy và biến đổi thành hạt nhân khác Câu 74 - 15 - Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64 D Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử nặng bị phá vỡ thành các hạt nhân nhẹ khi hấp thụ nơtron Câu 79 Kết luận nào về . KẾT CỦA HẠT NHÂN. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1. Lực hạt nhân - Các nuclôn trong hạt nhân hút nhau bằng các lực rất mạnh tạo nên hạt nhân bền vững. Các lực hút đó gọi là lực hạt nhân. - Lực hạt nhân không. một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác. + Phản ứng hạt nhân kích thích là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo thành các hạt nhân khác. - Đặc tính của phản ứng hạt nhân: +. sự va chạm giữa các hạt nhân. B. Phản ứng hạt nhân là sự tác động từ bên ngoài vào hạt nhân làm hạt nhân đó bị vỡ ra. C. Phản ứng hạt nhân là sự tương tác giữa hai hạt nhân, dẫn đến sự biến