Bài tập OTTN 2011 GV: Lê Duy Khánh ĐT: 0914683351 Ch ¬ng 7 : h¹t nh©n nguyªn tö I. HÖ thèng kiÕn thøc trong ch ¬ng : 1.Cấu tạo hạt nhân nguyên tử -Hạt nhân được kí hiệu Z A X có A nuclon, mang điện tích Ze. Trong đó có +Z prôtôn +N = A-Z nơtron -Prôtôn: kí hiệu p = 1 1 p mang điện tích +e với e = -1,6.10 -19 C -Nơtron: kí hiệu n = 0 1 n không mang điện tích 2.Đồng vị -Những nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn nhưng khác nhau số nơtron gọi là các đồng vị 3.Bán kính hạt nhân -Bán kính hạt nhân được xác định theo biểu thức 1 15 3 1,2.10 .R A − = (m). Vậy thể tích hạt nhân tỉ lệ với số khối 4.đơn vị khối lượng nguyên tử -Đơn vị khối lượng nguyên tử là khối lượng của 1/12 đơn vị đồng vị Cacbon 6 12 C -Kí hiệu đơn vị khối lượng nguyên tử là u -1u=1,66055.10 -27 kg = 931,5MeV/c 2 +m p = 1,007276u = 1,0073u +m n = 1,00866u = 1,0087u 5.Khối lượng và năng lượng hạt nhân -Mối liên hệ giữa khối lượng và năng lượng nghỉ thể hiện qua biểu thức của Anhxtanh E = m.c 2 +m: khối lượng của vật (kg)c = 3.10 8 m/s 6.Lực hạt nhân -Lực tương tác giữa các nuclon gọi là lực hạt nhân hay tương tác hạt nhân, tương tác mạnh -Lực hạt nhân không cùng bản chất với lực tĩnh điện, tương tác hấp dẫn, nó là loại lực truyền tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân gọi là tương tác mạnh. -Lực hạt nhân chỉ tồn tại trong phạm vi kích thước hạt nhân nguyên tử. 7.Độ hụt khối của hạt nhân -Xét hạt nhân z A X có khối lượng m hn , khối lượng của prôtôn là m p , khối lượng của nơtron là m n -Độ hụt khối của hạt nhân được tính theo biểu thức: [ ( ) ] p n hn m Zm A Z m m∆ = + − − -Vậy khối lượng của hạt nhân có khối lượng luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclon trước khi tạo thành hạt nhân. 8.Năng lượng liên kết Năng lượng liên kết của hạt nhân -Muốn phá vỡ hạt nhân thành các nuclon riêng biệt thì cần cung cấp cho nó một năng lượng 2 2 . ([ ( ) ] ). .931,5 lk p n hn E W m c Zm A Z m m c m MeV∆ = = ∆ = + − − = ∆ . Với c = 3.10 8 m/s là tốc độ ánh sáng trong chân không. Năng lượng liên kết riêng -Năng lượng liên kết trên một nuclon là năng lượng liên kết riêng 2 1 ([ ( ) ] ). p n hn E Zm A Z m m c A A ε ∆ = = + − − -Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho tính bềnh vững của hạt nhân (Hạt nhân có số nuclon khoảng từ 50-95 là những hạt nhân bềnh vững. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng chừng 8,8MeV là bền vững) 9.Phản ứng hạt nhân Định nghĩa -Phản ứng hạt nhân là sự tương tác giữa các hạt nhân dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt nhân khác. -Phương trình phản ứng hạt nhân tổng quát 31 2 4 1 2 3 4 AA A A Z Z Z Z A B C D+ → + -Có hai loại phản ứng hạt nhân +Phản ứng hạt nhân tự phát: như sự phóng xạ A B C → + . Trong đó A là hạt nhân mẹ, B là hạt nhân con. C là các tia phóng xạ +Phản ứng hạt nhân kích thích: như phản ứng phân hạch, nhiệt hạch. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân Định luật bảo toàn số nuclon (Bảo toàn số khối A) A 1 + A 2 = A 3 + A 4 Trang: 1/12 Email: duykhanh_vl@yahoo.com.vn Bài tập OTTN 2011 GV: Lê Duy Khánh ĐT: 0914683351 Định luật bảo toàn điện tích (Nguyên tử số Z): Z 1 + Z 2 = Z 3 + Z 4 Định luật bảo toàn động lượng 1 2 3 4 p p p p+ = + uur uur uur uur Hay 1 2 3 4 . . . .m v m v mv m v+ = + ur uur ur uur Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần Năng lượng toàn phần của hạt nhân bao gồm năng lượng nghỉ và động năng +Năng lượng nghỉ E i = m i .c 2 +Động năng: 2 . 2 i i i m v K = -Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần. E 1 + E 2 = E 3 + E 4 Hay (m 1 + m 2 ).c 2 + K 1 + K 2 = (m 3 + m 4 ).c 2 + K 3 + K 4 Chú ý không có định luật bảo toàn khối lượng Phản ứng hạt nhân thu năng lượng -Xét phản ứng hạt nhân tổng quát 31 2 4 1 2 3 4 AA A A Z Z Z Z A B C D+ → + -Gọi M 0 = m A + m B là khối lượng các hạt nhân trước phản ứng. -Gọi M = m C + m D là khối lượng các hạt nhân sau phản ứng. - 0 M M M∆ = − -Nếu: + 0M∆ > : thì phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng + 0M∆ < : thì phản ứng hạt nhân thu năng lượng Năng lượng trong phản ứng hạt nhân -Năng lượng trong phản ứng hạt nhân 2 . .931,5Q M c M MeV= ∆ = ∆ 10.Phóng xạ. Định nghĩa -Phóng xạ là quá trình tự phân hủy hạt nhân không bền vững (tự nhiên hay nhân tạo) Các loại phóng xạ Phóng xạ alpha( α ) -Phương trình phóng xạ 4 2 A A Z Z X Y α − − → + -Đặc điểm của phóng xạ alpha +Tia alpha là dòng các hạt 2 4 He +Tốc độ của chùm alpha khoảng chừng 2.10 7 m/s +Quãng đường đi trong không khí chừng vài xentimet và trong vật rắn chừng vài micromet +Bị lệch trong điện trường và từ trường (lệch về bản âm của điện trường) Phóng xạ bê ta trừ ( ) β − -Phương trình phóng xạ 0 0 1 1 0 A A Z Z X Y e ν + − → + + -Đặc điểm của phóng xạ bêta trừ +Tia ( ) β − là chùm hạt electron +Tốc độ chùm tia ( ) β − bằng tốc độ ánh sáng trong chân không +Chùm tia ( ) β − bị lệch trong điện trường và từ trường (lệch về bản dương của điện trường) +Quãng đường đi của tia ( ) β − có thể đi được vài mét trong không khí và chừng vài milimet trong kim loại +Bản chất của phóng xạ ( ) β − 1 1 0 0 0 1 1 0 n p e ν − → + + Phóng xạ bê ta cộng ( ) β + -Phương trình phóng xạ + 0 0 1 1 0 A A Z Z X Y e ν − → + + -Đặc điểm của phóng xạ bêta cộng +Tia ( ) β + là chùm hạt pôzitron là phản hạt của hạt electron +Tốc độ chùm tia ( ) β + bằng tốc độ ánh sáng trong chân không +Chùm tia ( ) β + bị lệch trong điện trường và từ trường. (lệch về bản âm của điện trường) +Quãng đường đi của tia ( ) β + có thể đi được vài mét trong không khí và chừng vài milimet trong kim loại +Bản chất của phóng xạ ( ) β + 1 1 0 0 1 0 1 0 p n e ν → + + Phóng xạ gama Trang: 2/12 Email: duykhanh_vl@yahoo.com.vn Bi tp OTTN 2011 GV: Lờ Duy Khỏnh T: 0914683351 -Trong phúng x - v + , ht nhõn con sinh ra trng thỏi kớch thớch sang trng thỏi cú mc nng lng thp hn v phỏt ra bc x in t , cũn gi l tia . E 2 E 1 = hf - Phúng x l phúng x i kốm phúng x alpha, - v + . - Tia i c vi một trong bờtụng v vi cm trong chỡ. - Tia khụng b lch trong in trng v t trng. nh lut phúng x -c tớnh ca quỏ trỡnh phúng x +Cú bn cht l mt quỏ trỡnh bin i ht nhõn. +Cú tớnh t phỏt v khụng iu khin c. +L mt quỏ trỡnh ngu nhiờn. -nh lut phõn ró phúng x +Xột mt mu phúng x ban u. + N 0 s ht nhõn ban u. + N s ht nhõn cũn li sau thi gian t. 0 0 2 t t T N N N e = = Trong ú l mt hng s dng gi l hng s phõn ró, c trng cho cht phúng x ang xột. -Chu kỡ bỏn ró (T) + Chu kỡ bỏn ró l thi gian qua ú s lng cỏc ht nhõn cũn li 50% (ngha l phõn ró 50%). ln 2 0.693 T = = -Khi lng cht phúng x ti thi im t 0 0 2 t t T m m m e = = -Biu thc tớnh s lng ht nhõn trong m(g) cht phúng x A N N m A = +m(g): khi lng cht phúng x +N A : S ht nhõn trong 1mol cht (S Avogadro = 6,023.10 23 ht/mol) +A: nguyờn t gam cht (g) phúng x - phúng x l i lng c trng cho tớnh phúng x mnh hay yu ca cht phúng x. c o bng s phõn ró trong mt n v thi gian. -Biu thc tớnh phúng x ti thi im t 0 0 2 t t T H H H e = = -n v phúng x l Beccoren Bq =1 phõn ró /1s. Ngoi ra cũn dựng Curi Ci = 3,7.10 10 Bq Quy tắc dịch chuyển phóng xạ: + Phóng xạ ra : YHeX 4A 2Z 4 2 A Z + hạt nhân tạo thành lùi 2 ô và số khối giảm 4 đơn vị. + Phóng xạ ra bêta trừ - : ++ + YeX A 1Z 0 1 A Z hạt nhân tạo thành tiến 1 ô, số khối không đổi. + Phóng xạ ra bêta cộng + : ++ + YeX A 1Z 0 1 A Z hạt nhân tạo thành lùi 1 ô, số khối không đổi. 11.Phõn hch ht nhõn nh ngha -L phn ng mt ht nhõn nng v thnh hai ht nhõn trung bỡnh (kốm theo mt vi ntron phỏt ra) -Phn ng phõn hch t phỏt (xy ra vi xỏc xut nh) -Phn ng phõn hch kớch thớch Trang: 3/12 Email: duykhanh_vl@yahoo.com.vn Bi tp OTTN 2011 GV: Lờ Duy Khỏnh T: 0914683351 Phõn hch kớch thớch -S phõn hch l hin tng mt ht nhõn (loi rt nng vớ d nh ht nhõn 92 235 U, 92 238 U) Hp th mt ntron ri v thnh hai ht nhõn trung bỡnh. Ntron chm cú ng nng tng ng vi ng nng trung bỡnh ca chuyn ng nhit (di 0,01eV) d b hp th hn ntron nhanh. -S phõn hch thng sinh ra mt s (2-3 ntron) v ta ra mt nng lng rt ln vo khong 200MeV i vi ht nhõn 92 235 U -Phng trỡnh phõn hch 92 92 235 236 1 * ' 1 0 ' 0 200 A A Z Z U n U X Y k n MeV+ + + + Phõn hch dõy chuyn nh ngha -Mt phn s ntron sinh ra trong phõn hch ht nhõn b mt mỏt do nhiu nguyờn nhõn nh: thoỏt ra ngoi, b vt cht khỏc hp th, nhng nu sau mi phõn hch cũn li trung bỡnh k ntron gõy ra c s phõn hch mi, vi k>1 thỡ k ntron ny li tip tc bn phỏ ht nhõn 92 235 U, li gõy ra k phn ng v sinh ra k 2 ntronVy to ra phn ng ht nhõn dõy chuyn. iu kin cú phn ng dõy chuyn -Nu k<1 thỡ phn ng dõy chuyn khụng x ra. -Nu k=1 thỡ h thng ny l h thng ti hn. Phn ng ht nhõn dõy chuyn xy ra, nng lng khụng i v kim soỏt c -Nu k>1 thỡ h thng vt hn. Nng lng phn ng tng vt v khụng kim soỏt c. *S ntron b mt vỡ thoỏt ra ngoi (t l vi din tớch mt ngoi khi Uranium). So vi ntron sinh ra (t l vi th tớch ca khi) cng nh nu khi lng Uranium cng ln. Khi lng ny phi t n mt giỏ tr ti thiu, gi l khi lng ti hn, thỡ mi cú k>=1 12.Nhit hch. nh ngha -L s tng hp cỏc ht nhõn nh to thnh ht nhõn nng hn (thng A<=10) + + + 2 3 4 1 1 1 2 0 17,6H H He n MeV iu kin cú phn ng nhit hch -Nhit cao khong t 50 n 100 triu -Mt ht nhõn trong plasma (n) phi ln. -Thi gian duy trỡ trng thỏi plasma () phi ln. 14 16 3 (10 10 ) s n cm ữ Nng lng nhit hch -Nng lng ta ra trong mi phn ng tng hp ht nhõn thỡ khụng ln, nhng nu so sỏnh trờn cựng khi lng nhiờn liu thỡ ln hn rt nhiu so vi nng lng trong phn ng phõn hch. Phn ng nhit hch trờn cỏc sao trong v tr -Nng lng nhit nhit hch l ngun gc nng lng ca hu ht cỏc vỡ sao. -Phn ng nhit hch trờn cỏc sao trong v tr ch yu l quỏ trỡnh tng hp hờli v hidro -Cỏc phn ng xy ra nhit rt cao khong 30 triu Phn ng nhit hch trờn Trỏi t -Phn ng nhit hch trờn Trỏi t c ng dng trong cỏc lnh vc: +Ch to bom nhit hch (khụng iu khin c) +Phn ng nhit hch iu khin c to ra cỏc ngun nng lng di do, sch, khụng ụ nhim mụi trng. II. Câu hỏi và bài tập: Chủ đề 1: Cấu tạo hạt nhân nguyên tử 9.1. Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về cấu tạo của hạt nhân nguyên tử? A) Hạt nhân đợc cấu tạo từ các nuclôn. Trang: 4/12 Email: duykhanh_vl@yahoo.com.vn Bi tp OTTN 2011 GV: Lờ Duy Khỏnh T: 0914683351 B) Có hai loại nuclôn là prôtôn và nơtron. C) Số prôtôn trong hạt nhân đúng bằng số êlectron trong nguyên tử. D) Cả A, B và C đều đúng. 9.2. Phát biểu mào sau đây là sai khi nói về cấu tạo của hạt nhân nguyên tử? A) Prôtôn trong hạt nhân mang điện tích +e. B) Nơtron trong hạt nhân mang điện tích - e. C) Tổng số các prôtôn và nơtron gọi là số khối. D) A hoặc B hoặc C sai. 9.3. Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về khi nói về đồng vị? A) Các hạt nhân đồng vị có cùng số Z nhng khác nhau số A. B) Các hạt nhân đồng vị có cùng số A nhng khác nhau số Z. C) Các hạt nhân đồng vị có cùng số nơtron. D) A, B và C đều đúng. 9.4. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Hạt nhân nguyên tử X A Z đợc cấu tạo gồm Z nơtron và A prôton. B. Hạt nhân nguyên tử X A Z đợc cấu tạo gồm Z prôton và A nơtron. C. Hạt nhân nguyên tử X A Z đợc cấu tạo gồm Z prôton và (A - Z) nơtron. D. Hạt nhân nguyên tử X A Z đợc cấu tạo gồm Z nơtron và (A + Z) prôton. 9.5. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ các prôton. B. Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ các nơtron. C. Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ các prôton và các nơtron. D. Hạt nhân nguyên tử đợc cấu tạo từ các prôton, nơtron và electron . 9.6. 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 lợng bằng nhau. 9.7. Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị khối lợng nguyên tử? A. Kg; B. MeV/c; C. MeV/c 2 ; D. u 9.8. Định nghĩa nào sau đây về đơn vị khối lợng nguyên tử u là đúng? A. u bằng khối lợng của một nguyên tử Hyđrô H 1 1 B. u bằng khối lợng của một hạt nhân nguyên tử Cacbon H 1 1 C. u bằng 12 1 khối lợng của một hạt nhân nguyên tử Cacbon C 12 6 D. u bằng 12 1 khối lợng của một nguyên tử Cacbon C 12 6 9.9. Hạt nhân U 238 92 có cấu tạo gồm: A. 238p và 92n; B. 92p và 238n; C. 238p và 146n; D. 92p và 146n 9.10. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Năng lợng liên kết là toàn bộ năng lợng của nguyên tử gồm động năng và năng lợng nghỉ. B. Năng lợng liên kết là năng lợng tỏa ra khi các nuclon liên kết với nhau tạo thành hạt nhân. C. Năng lợng liên kết là năng lợng toàn phần của nguyên tử tính trung bình trên số nuclon. D. Năng lợng liên kết là năng lợng liên kết các electron và hạt nhân nguyên tử. 9.11. Hạt nhân đơteri D 2 1 có khối lợng 2,0136u. Biết khối lợng của prôton là 1,0073u và khối lợng của nơtron là 1,0087u. Năng lợng liên kết của hạt nhân D 2 1 là A. 0,67MeV; B.1,86MeV; C. 2,02MeV; D. 2,23MeV 9.12. Hạt có khối lợng 4,0015u, biết số Avôgađrô N A = 6,02.10 23 mol -1 , 1u = 931MeV/c 2 . Các nuclôn kết hợp với nhau tạo thành hạt , năng lợng tỏa ra khi tạo thành 1mol khí Hêli là A. 2,7.10 12 J; B. 3,5. 10 12 J; C. 2,7.10 10 J; D. 3,5. 10 10 J 9.13. 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 Trang: 5/12 Email: duykhanh_vl@yahoo.com.vn Bi tp OTTN 2011 GV: Lờ Duy Khỏnh T: 0914683351 9.14. Hạt nhân Co 60 27 có khối lợng là 55,940u. Biết khối lợng của prôton là 1,0073u và khối lợng 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 9.15. Hạt nhân Co 60 27 có khối lợng là 55,940u. Biết khối lợng của prôton là 1,0073u và khối lợng của nơtron là 1,0087u. Năng lợng liên kết riêng của hạt nhân Co 60 27 là A. 70,5MeV; B. 70,4MeV; C. 48,9MeV; D. 54,4MeV Chủ đề 2: Sự phóng xạ 9.16. Chọn phát biểu nào đúng. Phóng xạ là hiện tợng một hạt nhân A) phát ra một bức xạ điện từ B) tự phát ra các tia , , . 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. 9.17. 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 trờng 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. D) Khi đi trong không khí, tia anpha làm ion hoá không khí và mất dần năng lợng. 9.18. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về tia - ? A) Hạt - thực chất là êlectron. B) Trong điện trờng, tia - bị lệch về phía bản dơng của tụ điện, lệch nhiều hơn so với tia . C) Tia - có thể xuyên qua một tấm chì dày cỡ xentimet. D) A hoặc B hoặc C sai. 9.19. Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về sự phóng xạ? A) Phóng xạ là hiện tợng một hạt nhân tự động phóng ra các bức xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. B) Sự phóng xạ tuân theo định luật phân rã phóng xạ. C) Phóng xạ là một trờng hợp riêng của phản ứng hạt nhân. D) A, B và C đều đúng. 9.20. 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 trờng 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. D) Khi đi trong không khí, tia anpha làm ion hoá không khí và mất dần năng lợng. 9.21. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về tia - ? A) Hạt - thực chất là êlectron. B) Trong điện trờng, tia - bị lệch về phía bản dơng của tụ điện, lệch nhiều hơn so với tia . C) Tia - có thể xuyên qua một tấm chì dày cỡ xentimet. D) A hoặc B hoặc C sai. 9.22. Điều khảng định nào sau đây là đúng khi nói về + ? A) Hạt + có cùng khối lợng với êlectrron nhng mang điện tích nguyên tố dơng. B) Tia + có tầm bay ngắn hơn so với tia . C) Tia + có khả năng đâm xuyên rất mạnh, giống nh tia rơn ghen (tia X). D) A, B và C đều đúng. 9.23. Điều khảng định nào sau đây là đúng khi nói về tia gamma? A) Tia gamma thực chất là sóng điện từ có bớc sóng rất ngắn (dới 0,01nm). B) Tia gamma là chùm hạt phôtôn có năng lợng cao. C) Tia gamma không bị lệch trong điện trờng. D) A, B và C đều đúng. 9.24. Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào đúng với nội dung của định luật phóng xạ? (với m 0 là khối lợng của chất phóng xạ ban đầu, m là khối lợng chất phóng xạ còn lại tại thời điểm t, là hằng số phóng xạ). A) t 0 e.mm = . B) t 0 e.mm = ; C) t 0 e.mm = ; D) t 0 e.m 2 1 m = 9.25. Điều nào sau đây là sai khi nói về độ phóng xạ H? Trang: 6/12 Email: duykhanh_vl@yahoo.com.vn Bi tp OTTN 2011 GV: Lờ Duy Khỏnh T: 0914683351 A) Độ phóng xạ H của một chất phóng xạ là đại lợng đặc trng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu là lợng phóng xạ đó. B) Với một chất phóng xạ cho trớc, độ phóng xạ luôn là một hằng số. C) Với một chất phóng xạ cho trớc, độ phóng xạ giảm dần theo quy luật hàm số mũ theo thời gian. D) A hoặc B hoặc C đúng. 9.26. Điều khảng định nào sau đây là đúng khi nói về phóng xạ anpha () A) Hạt nhân tự động phóng xạ ra hạt nhân hêli ( He 4 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 hat nhân mẹ 4 đơn vị. D) A, B và C đều đúng. 9.27. Điều khảng định nào sau đây là sai khi nói về phóng xạ - ? 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) Số khối của hạt nhân mẹ và hạt nhân con bằng nhau. D) A hoặc B hoặc C đúng. 9.28. Điều nào sau đây là đúng khi nói về phóng xạ + ? 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. 9.29. Phát biểu nào sau đây là đúng? A. Phóng xạ là hiện tợng hạt nhân nguyên tử phát ra sóng điện từ. B. Phóng xạ là hiện tợng hạt nhân nguyên tử phát ra các tia , , . C. Phóng xạ là hiện tợng hạt nhân nguyên tử phát ra các tia không nhìn thấy và biến đổi thành hạt nhân khác. D. Phóng xạ là hiện tợng hạt nhân nguyên tử nặng bị phá vỡ thành các hạt nhân nhẹ khi hấp thụ nơtron. 9.30. Kết luận nào về bản chất của các tia phóng xạ dới đây là không đúng? A. Tia , , đều có chung bản chất là sóng điện từ có bớc sóng khác nhau. B. Tia là dòng các hạt nhân nguyên tử. C. Tia là dòng hạt mang điện. D. Tia là sóng điện từ. 931. Kết luận nào dới đây không đúng? A. Độ phóng xạ là đại lợng đặc trng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lợng chất phóng xạ. B. Độ phóng xạ là đại lợng đặc trng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một chất phóng xạ. C. Độ phóng xạ phụ thuộc vào bản chất của chất phóng xạ, tỉ lệ thuận với số nguyên tử của chất phóng xạ. D. Độ phóng xạ của một lợng chất phóng xạ giảm dần theo thời gian theo qui luật qui luật hàm số mũ. 9.32. Công thức nào dới đây không phải là công thức tính độ phóng xạ? A. ( ) ( ) dt dN H t t = ; B. ( ) ( ) dt dN H t t = ; C. ( ) ( ) tt NH = ; D. ( ) T t 0t 2HH = 9.33. Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ hạt nhân X A Z biến đổi thành hạt nhân Y 'A 'Z thì A. Z' = (Z + 1); A' = A; B. Z' = (Z - 1); A' = A C. Z' = (Z + 1); A' = (A - 1); D. Z' = (Z - 1); A' = (A + 1) 9.34. Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ + hạt nhân X A Z biến đổi thành hạt nhân Y A Z ' ' thì A. Z' = (Z - 1); A' = A; B. Z' = (Z 1); A' = (A + 1) C. Z' = (Z + 1); A' = A; D. Z' = (Z + 1); A' = (A - 1) 9.35. Trong phóng xạ + hạt prôton biến đổi theo phơng trình nào dới đây? A. ++ + enp ; B. + + enp ; C. ++ epn ; D. + epn 936. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Tia là dòng các hạt nhân nguyên tử Hêli He 4 2 . B. Khi đi qua điện trờng giữa hai bản của tụ điện tia bị lệch về phía bản âm. C. Tia ion hóa không khí rất mạnh. D. Tia có khả năng đâm xuyên mạnh nên đợc sử dụng để chữa bệnh ung th. 9.37. Phát biểu nào sau đây là không đúng? A. Hạt + và hạt có khối lợng bằng nhau. Trang: 7/12 Email: duykhanh_vl@yahoo.com.vn Bi tp OTTN 2011 GV: Lờ Duy Khỏnh T: 0914683351 B. Hạt + và hạt đợc phóng ra từ cùng một đồng vị phóng xạ C. Khi đi qua điện trờng giữa hai bản tụ hạt + và hạt bị lệch về hai phía khác nhau. D. Hạt + và hạt đợc phóng ra có vận tốc bằng nhau (gần bằng vận tốc ánh sáng). 9.38. Một lợng chất phóng xạ có khối lợng m 0 . Sau 5 chu kỳ bán rã khối lợng chất phóng xạ còn lại là A. m 0 /5; B. m 0 /25; C. m 0 /32; D. m 0 /50 9.39. Na 24 11 là chất phóng xạ với chu kỳ bán rã 15 giờ. Ban đầu có một lợng Na 24 11 thì sau một khoảng thời gian bao nhiêu lợng chất phóng xạ trên bị phân rã 75%? A. 7h30'; B. 15h00'; C. 22h30'; D. 30h00' 9.40. Đồng vị Co 60 27 là chất phóng xạ với chu kỳ bán rã T = 5,33 năm, ban đầu một lợng Co có khối lợng m 0 . Sau một năm lợng Co trên bị phân rã bao nhiêu phần trăm? A. 12,2%; B. 27,8%; C. 30,2%; D. 42,7% 9.41. Một lợng chất phóng xạ Rn 222 86 ban đầu có khối lợng 1mg. Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75%. Chu kỳ bán rã của Rn là A. 4,0 ngày; B. 3,8 ngày; C. 3,5 ngày; D. 2,7 ngày 9.42. Một lợng chất phóng xạ Rn 222 86 ban đầu có khối lợng 1mg. Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75%. Độ phóng xạ của lợng Rn còn lại là A. 3,40.10 11 Bq; B. 3,88.10 11 Bq; C. 3,58.10 11 Bq; D. 5,03.10 11 Bq 9.43. Chất phóng xạ Po 210 84 phát ra tia và biến đổi thành Pb 206 82 . Chu kỳ bán rã của Po là 138 ngày. Ban đầu có 100g Po thì sau bao lâu lợng Po chỉ còn 1g? A. 916,85 ngày; B. 834,45 ngày; C. 653,28 ngày; D. 548,69 ngày 9.44. Chất phóng xạ Po 210 84 phát ra tia và biến đổi thành Pb 206 82 . Biết khối lợng các hạt là m Pb = 205,9744u, m Po = 209,9828u, m = 4,0026u. Năng lợng tỏa ra khi một hạt nhân Po phân rã là A. 4,8MeV; B. 5,4MeV; C. 5,9MeV; D. 6,2MeV 9.45. Chất phóng xạ Po 210 84 phát ra tia và biến đổi thành Pb 206 82 . Biết khối lợng các hạt là m Pb = 205,9744u, m Po = 209,9828u, m = 4,0026u. Năng lợng tỏa ra khi 10g Po phân rã hết là A. 2,2.10 10 J; B. 2,5.10 10 J; C. 2,7.10 10 J; D. 2,8.10 10 J 9.46. Chất phóng xạ Po 210 84 phát ra tia và biến đổi thành Pb 206 82 . Biết khối lợng các hạt là m Pb = 205,9744u, m Po = 209,9828u, m = 4,0026u. Giả sử hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên và sự phân rã không phát ra tia thì động năng của hạt là A. 5,3MeV; B. 4,7MeV; C. 5,8MeV; D. 6,0MeV 9.47. Chất phóng xạ Po 210 84 phát ra tia và biến đổi thành Pb 206 82 . Biết khối lợng các hạt là m Pb = 205,9744u, m Po = 209,9828u, m = 4,0026u. Giả sử hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên và sự phân rã không phát ra tia thì động năng của hạt nhân con là A. 0,1MeV; B. 0,1MeV; C. 0,1MeV; D. 0,2MeV 9.48. Chất phóng xạ I 131 53 có chu kỳ bán rã 8 ngày đêm. Ban đầu có 1,00g chất này thì sau 1 ngày đêm còn lại bao nhiêu A. 0,92g; B. 0,87g; C. 0,78g; D. 0,69g 9.49. Đồng vị U 234 92 sau một chuỗi phóng xạ và biến đổi thành Pb 206 82 . Số phóng xạ và trong chuỗi là A. 7 phóng xạ , 4 phóng xạ ; B. 5 phóng xạ , 5 phóng xạ C. 10 phóng xạ , 8 phóng xạ ; D. 16 phóng xạ , 12 phóng xạ Chủ đề 3: Phản ứng hạt nhân, năng lợng hạt nhân 9.50. Chọn câu trả lời đúng. Trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lợng của các hạt nhân tham gia A. đợc bảo toàn. B. Tăng. C. Giảm. D. Tăng hoặc giảm tuỳ theo phản ứng. 9.51. Trong dãy phân rã phóng xạ YX 207 82 235 92 có bao nhiêu hạt và đợc phát ra? A. 3 và 7. B. 4 và 7. C. 4 và 8. D. 7 và 4 9.52. Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về phản ứng hạt nhân? A) Phản ứng hạt nhân là sự va chạm giữa các hạt nhân. Trang: 8/12 Email: duykhanh_vl@yahoo.com.vn Bi tp OTTN 2011 GV: Lờ Duy Khỏnh T: 0914683351 B) Phản ứng hạt nhân là sự tác động từ bên ngoàivào hạt nhân làm hạt nhân đó bị vỡ ra. C) Phản ứng hạt nhân là sự tơng tác giữa hai hạt nhân, dẫn đến sự biến đổi của chúng thành các hạt nhân khác. D) A, B và C đều đúng. 9.53. Kết quả nào sau đây là sai khi nói về khi nói về định luật bảo toàn số khối và định luật bảo toàn điện tích? A) A 1 + A 2 = A 3 + A 4 . B) Z 1 + Z 2 = Z 3 + Z 4 . C) A 1 + A 2 + A 3 + A 4 = 0 D) A hoặc B hoặc C đúng. 9.54. Kết quả nào sau đây là sai khi nói về định luật bảo toàn động lợng? A) P A + P B = P C + P D . B) m A c 2 + K A + m B c 2 + K B = m C c 2 + K C + m D c 2 + K D . C) P A + P B = P C + P D = 0. D) m A c 2 + m B c 2 = m C c 2 + m D c 2 . 9.55. Phát biểu nào sau đây là đúng? A) Vế trái của phơng trình phản ứng có thể có một hoặc 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. 9.56. Cho phản ứng hạt nhân XOpF 16 8 19 9 ++ , hạt nhân X là hạt nào sau đây? A. ; B. - ; C. + ; D. n 9.57. Cho phản ứng hạt nhân ++ NaXMg 22 11 25 12 , hạt nhân X là hạt nhân nào sau đây? A. ; B. T 3 1 ; C. D 2 1 ; D. p 9.58. Cho phản ứng hạt nhân nArXCl 37 18 37 17 ++ , hạt nhân X là hạt nhân nào sau đây? A. H 1 1 ; B. D 2 1 ; C. T 3 1 ; D. He 4 2 9.59. Cho phản ứng hạt nhân nXT 3 1 ++ , hạt nhân X là hạt nhân nào sau đây? A. H 1 1 ; B. D 2 1 ; C. T 3 1 ; D. He 4 2 9.60. Cho phản ứng hạt nhân MeV6,17nHH 2 1 3 1 +++ , biết số Avôgađrô N A = 6,02.10 23 . Năng lợng toả ra khi tổng hợp đợc 1g khí hêli là bao nhiêu? A. E = 423,808.10 3 J. B. E = 503,272.10 3 J. C. E = 423,808.10 9 J. D. E = 503,272.10 9 J. 9.61. Cho phản ứng hạt nhân nArpCl 37 18 37 17 ++ , 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/c 2 . 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 -19 J. D. Thu vào 2,562112.10 -19 J. 9.62. Năng lợng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân C 12 6 thành 3 hạt là bao nhiêu? (biết m C = 11, 9967u, m = 4,0015u). A. E = 7,2618J. B. E = 7,2618MeV. C. E = 1,16189.10 -19 J. D. E = 1,16189.10 -13 MeV. 9.63. Cho phản ứng hạt nhân nPAl 30 15 27 13 ++ , khối lợng của các hạt nhân là m = 4,0015u, m Al = 26,97435u, m P = 29,97005u, m n = 1,008670u, 1u = 931Mev/c 2 . 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 -13 J. D. Thu vào 2,67197.10 -13 J. 9.64. Hạt có động năng K = 3,1MeV đập vào hạt nhân nhôm gây ra phản ứng nPAl 30 15 27 13 ++ , khối lợng của các hạt nhân là m = 4,0015u, m Al = 26,97435u, m P = 29,97005u, m n = 1,008670u, 1u = 931Mev/c 2 . Giả sử hai hạt sinh ra có cùng vận tốc. Động năng của hạt n là A. K n = 8,8716MeV. B. K n = 8,9367MeV. C. K n = 9,2367MeV. D. K n = 10,4699MeV. Chủ đề 4 : Sự phân hạch 9.65. Chọn câu Đúng. Sự phân hạch là sự vỡ một hạt nhân nặng A. thờng xảy ra một cách tự phát thành nhiều hạt nhân nặng hơn. B. Thành hai hạt nhân nhẹ hơn khi hấp thụ một nơtron. C. thành hai hạt nhân nhẹ hơn và vài nơtron, sau khi hấp thụ một ntrron chậm. Trang: 9/12 Email: duykhanh_vl@yahoo.com.vn Bi tp OTTN 2011 GV: Lờ Duy Khỏnh T: 0914683351 D. Thành hai hạt nhân nhẹ hơn, thờng xảy ra một cách tự phát. 9.66. Chọn phơng án Đúng. Đồng vị có thể hấp thụ một nơtron chậm là: A. U 238 92 . B. U 234 92 . C. U 235 92 . D. U 239 92 . 9.67. Chọn phơng án Đúng. Gọi k là hệ số nhận nơtron, thì điều kiện cần và đủ để phản ứng dây chuyền xảy ra là: A. k < 1. B. k = 1. C. k > 1; D. k > 1. 9.68. Phát biểu nào sau đây là Sai khi nói về phản ứng hạt nhân? A. Phản ứng phân hạch là phản ứng hạt nhân tạo ra hai hạt nhân nhẹ hơn, có tính phóng xạ. B. Khi hạt nhân nặng hấp thụ một nơtron vỡ thành 2 hạt nhân trung bình và toả năng lợng lớn. C. Khi hai hạt nhân rất nhẹ kết hợp với nhau thành hạt nhân nặng hơn toả năng lợng. D. Phản ứng tổng hợp hạt nhân và phân hạch đều toả năng lợng. 9.69. Phát biểu nào sau đây là Sai khi nói về phản ứng phân hạch? A. Urani phân hạch có thể tạo ra 3 nơtron. B. Urani phân hạch khi hấp thụ nơtron chuyển động nhanh. C. Urani phân hạch toả ra năng lợng rất lớn. D. Urani phân hạch vỡ ra thành hai hạt nhân có số khối từ 80 đến 160. 9.70. 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. 9.71. Chọn câu Sai. Phản ứng dây chuyền A. là phản ứng phân hạch liên tiếp xảy ra. B. luôn kiểm soát đợc. C. xảy ra khi số nơtron trung bình nhận đợc sau mỗi phân hạch lớn hơn 1. D. xảy ra khi số nơtron trung bình nhận đợc sau mối phân hạch bằng 1. 9.72. Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani U235 năng lợng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 200MeV. Khi 1kg U235 phân hạch hoàn toàn thì toả ra năng lợng là: A. 8,21.10 13 J; B. 4,11.10 13 J; C. 5,25.10 13 J; D. 6,23.10 21 J. 9.73. Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani U235 năng lợng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 200MeV. Một nhà máy điện nguyên tử dùng nguyên liệu u rani, có công suất 500.000kW, hiệu suất là 20%. L- ợng tiêu thụ hàng năm nhiên liệu urani là: A. 961kg; B. 1121kg; C. 1352,5kg; D. 1421kg. 8.74. Chọn câu sai. A. Phản ứng hạt nhân dây chuyền đợc thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân. B. Lò phản ứng hạt nhân có các thanh nhiên liệu (urani) dã đợc làn giầu đặt xen kẽ trong chất làm chận nơtron. C. Trong lò phản ứng hạt nhân có các thanh điều khiển đẻ đảm bảo cho hệ số nhân nơtron lớn hơn 1. D. Có các ống tải nhiệt và làm lạnh để truyền năng lợng của lò ra chạy tua bin. Chủ đề 5 : Phản ứng nhiệt hạch. 9.75. Chọn câu Đúng. Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng hạt nhân A. toả ra một nhiệt lợng lớn. B. cần một nhiệt độ cao mới thực hiện đợc. C. hấp thụ một nhiệt lợng lớn. D. trong đó, hạt nhân của các nguyên tử bị nung nóng chảy thành các nuclon. 9.76. Chọn phơng án Đúng. Phản ứng nhiệt hạch và phản ứng phân hạch là hai phản ứng hạt nhân trái ngợc nhau vì A. một phản ứng toả, một phản ứng thu năng lợng. B. một phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thấp, phản ứng kia xảy ra ở nhiệt độ cao. C. một phản ứng là tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn, phản ứng kia là sự phá vỡ một hạt nhân nặng thành hai hạt nhân nhẹ hơn. D. một phản ứng diễn biến chậm, phản kia rất nhanh. 9.77. Chọn câu Đúng. A. Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn. B. Phản ứng chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao (hàng trăm triệu độ) nên gọi là phản ứng nhiệt hạch. Trang: 10/12 Email: duykhanh_vl@yahoo.com.vn [...]... núi cao D phản ứng nhiệt hạch có u điểm rất lớn là toả ra năng lợng lớn và bảo vệ môi trờng tốt vì chất thải rất sạch, không gây ô nhiễm môi trờng 9.80 Phản ứng hạt nhân sau: 7 Li + 1 H 4 He+ 4 He Biết mLi = 7,0144u; mH = 1,0073u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 3 1 2 2 931,5MeV/c2 Năng lợng toả ra trong phản ứng sau là: A 7,26MeV; B 17,42MeV; C 12,6MeV; D 17,25MeV 2 3 1 4 9.81 Phản ứng hạt nhân sau: 1 H + 2T1... 17,26MeV; B 12,25MeV; C 15,25MeV; D 22,45MeV 6 1 3 4 9.83 Phản ứng hạt nhân sau: 3 Li + 1 H 2 He+ 2 He Biết mLi = 6,0135u; mH = 1,0073u; mHe3 = 3,0096u, mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Năng lợng toả ra trong phản ứng sau là: A 9,04MeV; B 12,25MeV; C 15,25MeV; D 21,2MeV 7 1 4 4 9.84 Trong phản ứng tổng hợp hêli: 3 Li + 1 H 2 He+ 2 He Biết mLi = 7,0144u; mH = 1,0073u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Nhiệt... 7,26MeV; B 17,42MeV; C 12,6MeV; D 17,25MeV 2 3 1 4 9.81 Phản ứng hạt nhân sau: 1 H + 2T1 H + 2 He Biết mH = 1,0073u; mD = 2,0136u; mT = 3,0149u; m He4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Năng lợng toả ra trong phản ứng sau là: A 18,35MeV; B 17,6MeV; C 17,25MeV; D 15,5MeV 6 2 4 4 9.82 Phản ứng hạt nhân sau: 3 Li + 1 H 2 He+ 2 He Biết mLi = 6,0135u ; mD = 2,0136u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Năng lợng toả...Bi tp OTTN 2011 GV: Lờ Duy Khỏnh T: 0914683351 C Xét năng lợng toả ra trên một đơn vị khối lợng thì phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lợng lớn hơn nhiều phản ứng phân hạch D Tất cả A, B, C đều đúng 9.78 Chọn câu Đúng Phản ứng nhiệt hạch: A toả một nhiệt lợng lớn B cần một nhiệt độ cao mới thực hiện đợc C hấp thụ một nhiệt lợng lớn D trong đó, hạt... = 1,66.1027kg Độ lớn vận tốc của các hạt mới sinh ra bằng bao nhiêu? A v = 2,18734615m/s B v = 15207118,6m/s C v = 21506212,4m/s D v = 30414377,3m/s Trang: 11/12 Email: duykhanh_vl@yahoo.com.vn Bi tp OTTN 2011 GV: Lờ Duy Khỏnh T: 0914683351 7 9.89 Cho hạt prôtôn có động năng KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân 3 Li đứng yên, sinh ra hai hạt có cùng độ lớn vận tốc và không sinh ra tia và nhiệt năng Cho biết: . lợng? A) P A + P B = P C + P D . B) m A c 2 + K A + m B c 2 + K B = m C c 2 + K C + m D c 2 + K D . C) P A + P B = P C + P D = 0. D) m A c 2 + m B c 2 = m C c 2 + m D c 2 . 9.55 + 1) C. Z' = (Z + 1); A' = A; D. Z' = (Z + 1); A' = (A - 1) 9.35. Trong phóng xạ + hạt prôton biến đổi theo phơng trình nào dới đây? A. ++ + enp ; B. + + enp ; C. ++ epn ;. động năng +Năng lượng nghỉ E i = m i .c 2 + ộng năng: 2 . 2 i i i m v K = -Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần. E 1 + E 2 = E 3 + E 4 Hay (m 1 + m 2 ).c 2 + K 1 + K 2 = (m 3 + m 4 ).c 2