chuyên đề vật lý hat nhân

C là các tia phóng xạ +Phản ứng hạt nhân kích thích: như phản ứng phân hạch, nhiệt hạch...  Định nghĩa -Phóng xạ là quá trình tự phân hủy hạt nhân không bền vững tự nhiên hay nhân tạo 

Trang 1

CHƯƠNG 7 – HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

I – HỆ THỐNG KIẾN THỨC TRONG CHƯƠNG

1.Cấu tạo hạt nhân nguyên tử

-Hạt nhân được kí hiệu ZAX có A nuclon, mang điện tích Ze Trong đó có

+Z prôtôn +N = A-Z nơtron

-Prôtôn: kí hiệu p = 1 p mang điện tích +e với e = -1,6.10-19C

-Nơtron: kí hiệu n = 0n 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 612C

-Kí hiệu đơn vị khối lượng nguyên tử là u

-1u=1,66055.10-27kg = 931,5MeV/c2

+mp = 1,007276u = 1,0073u

+mn = 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.c2+m: khối lượng của vật (kg)c = 3.108m/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 zAX có khối lượng mhn , khối lượng của prôtôn là mp, khối lượng của nơtron là mn

-Độ hụt khối của hạt nhân được tính theo biểu thức:

-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 ∆ =E W lk = ∆m c 2 =([Zm p+(A Z m− ) n]−m hn).c2 = ∆m.931,5MeV

Với c = 3.108m/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

-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

3

A

-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) A1 + A2 = A3 + A4

Trang 2

Định luật bảo toàn điện tích (Nguyên tử số Z): Z1 + Z2 = Z3 + Z4

Định luật bảo toàn động lượng uur uur uur uurp1+p2 = p3+p4

Hay m v.ur1+m v.uur2 =m v.ur3+m v.uur4

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 Ei = mi c2 +Động năng:

2

i i i

m v

K =

-Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần E1 + E2 = E3 + E4

Hay (m1 + m2).c2 + K1 + K2 = (m3 + m4).c2 + K3 + K4

Chú ý không có định luật bảo toàn khối lượng

 Phản ứng hạt nhân thu năng lượng

-Xét phản ứng hạt nhân tổng quát 1 2 3 4

A

-Gọi M0 = mA + mB là khối lượng các hạt nhân trước phản ứng

-Gọi M = mC + mD là khối lượng các hạt nhân sau phản ứng

-∆ =M M0−M -Nếu:

 Năng lượng trong phản ứng hạt nhân

-Năng lượng trong phản ứng hạt nhân Q= ∆M c 2 = ∆M.931,5MeV

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

−

→ +

-Đặc điểm của phóng xạ alpha +Tia alpha là dòng các hạt 2 He

+ ường 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 Z A X→ Z+A1Y+−01e+00ν

-Đặc điểm của phóng xạ bêta trừTốc độ của chùm alpha khoảng chừng 2.107m/s +Quãng đ

+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−) 01n→11p+−01e+00ν

 Phóng xạ bê ta cộng (β+)

-Phương trình phóng xạ

+Z A X →Z−A1Y+ +01e 00ν

-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+) 11p→ 01n+ +01e 00ν

 Phóng xạ gama

Trang 3

-Trong phúng xạ β- và β+, hạt nhõn con sinh ra ở trạng thỏi kớch thớch → sang trạng thỏi cú mức năng lượng thấp hơn và phỏt ra bức xạ điện từ γ, cũn gọi là tia γ

E2 – E1 = hf

- Phúng xạ γ là phúng xạ đi kốm phúng xạ alpha, β- và β+

- Tia γ đi được vài một trong bờtụng và vài cm trong chỡ

- Tia γ khụng bị lệch trong điện trường và từ trường

 Định luật phúng xạ

-Đặc tớnh của quỏ trỡnh phúng xạ

+Cú bản chất là một quỏ trỡnh biến đổi hạt nhõn

+Cú tớnh tự phỏt và khụng điều khiển được.

+Là một quỏ trỡnh ngẫu nhiờn.

-Định luật phõn ró phúng xạ

+Xột một mẫu phúng xạ ban đầu

+ N0 số hạt nhõn ban đầu

+ N số hạt nhõn cũn lại sau thời gian t

0 0

2

t

t T

N

N =N e−λ =

Trong đú λ là một hằng số dương gọi là hằng số phõn ró, đặc trưng cho chất phúng xạ đang xột.

-Chu kỡ bỏn ró (T)

+ Chu kỡ bỏn ró là thời gian qua đú số lượng cỏc hạt nhõn cũn lại 50% (nghĩa là phõn ró 50%)

ln 2 0.693

T

-Khối lượng chất phúng xạ tại thời điểm t

0 0

2

t t T

m

m m e= −λ =

-Biểu thức tớnh số lượng hạt nhõn trong m(g) chất phúng xạ

A

N

A

=

+m(g): khối lượng chất phúng xạ +NA: Số hạt nhõn trong 1mol chất (Số Avogadro = 6,023.1023hạt/mol) +A: nguyờn tử gam chất (g)

 Độ phúng xạ

-Độ phúng xạ là đại lượng đặc trưng cho tớnh phúng xạ mạnh hay yếu của chất phúng xạ Được

đo bằng số phõn ró trong một đơn vị thời gian

-Biểu thức tớnh độ phúng xạ tại thời điểm t

0 0

2

t t T

H

H =H e−λ =

-Đơn vị độ phúng xạ là Beccoren Bq =1 phõn ró /1s

Ngoài ra cũn dựng Curi Ci = 3,7.1010Bq

 Quy tắc dịch chuyển phóng xạ:

+ Phóng xạ ra α: X He A 4Y

2 Z

4 2

A

−

+

→ → hạt nhân tạo thành lùi 2 ô và số khối giảm 4 đơn vị

+ Phóng xạ ra bêta trừ β- : X→−e+ A+Y+ν

1 Z

0 1

A

Z → hạt nhân tạo thành tiến 1 ô, số khối không đổi

+ Phóng xạ ra bêta cộng β+ : X→+ e+ −AY+ν

1 Z

0 1

A

Z → hạt nhân tạo thành lùi 1 ô, số khối không đổi

11.Phõn hạch hạt nhõn

 Định nghĩa

-Là phản ứng một hạt nhõn nặng vỡ thành hai hạt nhõn trung bỡnh (kốm theo một vài nơtron phỏt ra)

-Phản ứng phõn hạch tự phỏt (xảy ra với xỏc xuất nhỏ) -Phản ứng phõn hạch kớch thớch

 Phõn hạch kớch thớch

Trang 4

-Sự phõn hạch là hiện tượng một hạt nhõn (loại rất nặng vớ dụ như hạt nhõn 92235U, 92238U) Hấp thụ một nơtron rồi vỡ thành hai hạt nhõn trung bỡnh Nơtron chậm cú động năng tương đương với động năng trung bỡnh của chuyển động nhiệt (dưới 0,01eV) dễ bị hấp thụ hơn nơtron nhanh

-Sự phõn hạch thường sinh ra một số (2-3 nơtron) và tỏa ra một năng lượng rất lớn vào khoảng 200MeV đối với hạt nhõn 92235U

-Phương trỡnh phõn hạch

 Phõn hạch dõy chuyền

 Định nghĩa

-Một phần số nơtron sinh ra trong phõn hạch hạt nhõn bị mất mỏt do nhiều nguyờn nhõn như: thoỏt ra ngoài, bị vật chất khỏc hấp thụ, nhưng nếu sau mổi phõn hạch cũn lại trung bỡnh k nơtron gõy ra được sự phõn hạch mới, với k>1 thỡ k nơtron này lại tiếp tục bắn phỏ hạt nhõn

92235U, lại gõy ra k phản ứng và sinh ra k2 nơtron…Vậy tạo ra phản ứng hạt nhõn dõy chuyền

 Điều kiện để cú phản ứng dõy chuyền

-Nếu k<1 thỡ phản ứng dõy chuyền khụng xả ra

-Nếu k=1 thỡ hệ thống này là hệ thống tới hạn Phản ứng hạt nhõn dõy chuyền xảy ra, năng lượng khụng đổi và kiểm soỏt được

-Nếu k>1 thỡ hệ thống vượt hạn Năng lượng phản ứng tăng vọt và khụng kiểm soỏt được

*Số nơtron bị mất vỡ thoỏt ra ngoài (tỉ lệ với diện tớch mặt ngoài khối Uranium) So với nơtron sinh ra (tỉ lệ với thể tớch của khối) càng nhỏ nếu khối lượng Uranium càng lớn Khối lượng này phải đạt đến một giỏ trị tối thiểu, gọi là khối lượng tới hạn, thỡ mới cú k>=1

12.Nhiệt hạch.

 Định nghĩa

-Là sự tổng hợp cỏc hạt nhõn nhẹ tạo thành hạt nhõn năng hơn (thường A<=10)

 Điều kiện để cú phản ứng nhiệt hạch

-Nhiệt độ cao khoảng từ 50 đến 100 triệu độ -Mật độ hạt nhõn trong plasma (n) phải đủ lớn

-Thời gian duy trỡ trạng thỏi plasma (τ) phải đủ lớn

3

(10 10 ) s

n

cm

 Năng lượng nhiệt hạch

-Năng lượng tỏa ra trong mỗi phản ứng tổng hợp hạt nhõn thỡ khụng lớn, nhưng nếu so sỏnh trờn cựng khối lượng nhiờn liệu thỡ lớn hơn rất nhiều so với năng lượng trong phản ứng phõn hạch

 Phản ứng nhiệt hạch trờn cỏc sao trong vũ trụ

-Năng lượng nhiệt nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của hầu hết cỏc vỡ sao

-Phản ứng nhiệt hạch trờn cỏc sao trong vũ trụ chủ yếu là quỏ trỡnh tổng hợp hờli và hidro -Cỏc phản ứng xảy ra ở nhiệt độ rất cao khoảng 30 triệu độ

 Phản ứng nhiệt hạch trờn Trỏi Đất

-Phản ứng nhiệt hạch trờn Trỏi Đất được ứng dụng trong cỏc lĩnh vực:

+Chế tạo bom nhiệt hạch (khụng điều khiển được) +Phản ứng nhiệt hạch điều khiển được tạo ra cỏc nguồn năng lượng dồi dào, sạch, khụng

ụ nhiễm mụi trường

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

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

Trang 5

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 XA

Z đợc cấu tạo gồm Z nơtron và A prôton

B Hạt nhân nguyên tử XA

Z đợc cấu tạo gồm Z prôton và A nơtron

C Hạt nhân nguyên tử XA

Z đợc cấu tạo gồm Z prôton và (A - Z) nơtron

D Hạt nhân nguyên tử XA

Z đợc cấu tạo gồm Z nơtron và (A + Z) prôton

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

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?

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 H1

1

B u bằng khối lợng của một hạt nhân nguyên tử Cacbon H1

1

C u bằng

12

1 khối lợng của một hạt nhân nguyên tử Cacbon C12

6

D u bằng

12

1 khối lợng của một nguyên tử Cacbon C12

6

9.9 Hạt nhân 238U

92 có cấu tạo gồm:

A 238p và 92n; B 92p và 238n; C 238p và 146n; D 92p và 146n

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 2D

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 D2

9.12 Hạt α có khối lợng 4,0015u, biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023mol-1, 1u = 931MeV/c2 Các nuclôn kết hợp với nhau tạo thành hạt α, năng lợng tỏa ra khi tạo thành 1mol khí Hêli là

A 2,7.1012J; B 3,5 1012J; C 2,7.1010J; D 3,5 1010J

9.13 Hạt nhân Co60

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

9.14 Hạt nhân Co60

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 Co60

9.15 Hạt nhân Co60

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 Co60

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

Trang 6

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

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 ( He4

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 β-?

A) Hạt β- thực chất là êlectron

B) Trong điện trờng, tia β- bị lệch về phía bản dơng của tụ điện, lệch nhiều hơn so với tia α

C) Tia β- có thể xuyên qua một tấm chì dày cỡ xentimet

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

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 ( He4

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 β-?

A) Hạt β- thực chất là êlectron

B) Trong điện trờng, tia β- bị lệch về phía bản dơng của tụ điện, lệch nhiều hơn so với tia α

C) Tia β- có thể xuyên qua một tấm chì dày cỡ xentimet

9.22 Điều khảng định nào sau đây là đúng khi nói về β+?

A) Hạt β+ có cùng khối lợng với êlectrron nhng mang điện tích nguyên tố dơng

B) Tia β+ có tầm bay ngắn hơn so với tia α

C) Tia β+ có khả năng đâm xuyên rất mạnh, giống nh tia rơn ghen (tia X)

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

9.24 Trong các biểu thức sau đây, biểu thức nào đúng với nội dung của định luật phóng xạ? (với m0 là khối l-ợng của chất phóng xạ ban đầu, m là khối ll-ợng chất phóng xạ còn lại tại thời điểm t, λ là hằng số phóng xạ)

0 m.e

0.e m

0e m

0.e m 2

1

9.25 Điều nào sau đây là sai khi nói về độ phóng xạ H?

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 (α)

A) Hạt nhân tự động phóng xạ ra hạt nhân hêli ( He4

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

9.27 Điều khảng 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) 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 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

Trang 7

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 α, β, γ

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 α, β, γ đều có chung bản chất là sóng điện từ có bớc sóng khác nhau

B Tia α là dòng các hạt nhân nguyên tử

C Tia β là dòng hạt mang điện

D Tia γ 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

dt

dN

t = ; C H( )t =λN( )t ; D

( ) T

t 0

9.33 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ β− hạt nhân XA

Z biến đổi thành hạt nhân YA '

'

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 β+ 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 β+ hạt prôton biến đổi theo phơng trình nào dới đây?

A p→n+e++ν; B p→n+e+; C n→p+e−+ν; D n→p+e−

936 Phát biểu nào sau đây là không đúng?

A Tia α là dòng các hạt nhân nguyên tử Hêli He4

B Khi đi qua điện trờng giữa hai bản của tụ điện tia α bị lệch về phía bản âm

C Tia α ion hóa không khí rất mạnh

D Tia α 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 β+ và hạt β− có khối lợng bằng nhau

B Hạt β+ và hạt β− đợc phóng ra từ cùng một đồng vị phóng xạ

C Khi đi qua điện trờng giữa hai bản tụ hạt β+ và hạt β− bị lệch về hai phía khác nhau

D Hạt β+ và hạt β− đợc phóng ra có vận tốc bằng nhau (gần bằng vận tốc ánh sáng)

9.38 Một lợng chất phóng xạ có khối lợng m0 Sau 5 chu kỳ bán rã khối lợng chất phóng xạ còn lại là

A m0/5; B m0/25; C m0/32; D m0/50

9.39 Na24

11 là chất phóng xạ β− với chu kỳ bán rã 15 giờ Ban đầu có một lợng Na24

11 thì sau một khoảng thời gian bao nhiêu lợng chất phóng xạ trên bị phân rã 75%?

9.40 Đồng vị Co60

27 là chất phóng xạ β− với chu kỳ bán rã T = 5,33 năm, ban đầu một lợng Co có khối lợng

m0 Sau một năm lợng Co trên bị phân rã bao nhiêu phần trăm?

9.41 Một lợng chất phóng xạ 222Rn

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 222Rn

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 3,40.1011Bq; B 3,88.1011Bq; C 3,58.1011Bq; D 5,03.1011Bq

9.43 Chất phóng xạ 210Po

84 phát ra tia α và biến đổi thành 206Pb

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

82 Biết khối lợng các hạt là mPb = 205,9744u,

mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u Năng lợng tỏa ra khi một hạt nhân Po phân rã là

Trang 8

mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u Năng lợng tỏa ra khi 10g Po phân rã hết là

A 2,2.1010J; B 2,5.1010J; C 2,7.1010J; D 2,8.1010J

mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u Giả sử hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên và sự phân rã không phát ra tia γ thì động năng của hạt α là

mPo = 209,9828u, mα = 4,0026u Giả sử hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên và sự phân rã không phát ra tia γ thì động năng của hạt nhân con là

9.48 Chất phóng xạ I131

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

9.49 Đồng vị U234

92 sau một chuỗi phóng xạ α và β− biến đổi thành 206Pb

82 Số phóng xạ α và β− trong chuỗi

là

A 7 phóng xạ α, 4 phóng xạ β−; B 5 phóng xạ α, 5 phóng xạ β−

C 10 phóng xạ α, 8 phóng xạ β−; D 16 phóng xạ α, 12 phóng xạ β−

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

9.51 Trong dãy phân rã phóng xạ X 207Y

82

235

92 → có bao nhiêu hạt α và β đợc phát ra?

A 3α và 7β B 4α và 7β C 4α và 8β D 7α và 4β

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

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) A1 + A2 = A3 + A4 B) Z1 + Z2 = Z3 + Z4

C) A1 + A2 + A3 + A4 = 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) PA + PB = PC + PD B) mAc2 + KA + mBc2 + KB = mCc2 + KC + mDc2 + KD

C) PA + PB = PC + PD = 0 D) mAc2 + mBc2 = mCc2 + mDc2

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

9.56 Cho phản ứng hạt nhân F p 16O X

8

19

9 + → + , hạt nhân X là hạt nào sau đây?

A α; B β-; C β+; D n

9.57 Cho phản ứng hạt nhân Mg + X → 22 Na + α

11

25

12 , hạt nhân X là hạt nhân nào sau đây?

A α; B 3 T

9.58 Cho phản ứng hạt nhân Cl X 37 Ar n

18

37

17 + → + , hạt nhân X là hạt nhân nào sau đây?

A 1 H

2

9.59 Cho phản ứng hạt nhân 3 T X n

1 + → α + , hạt nhân X là hạt nhân nào sau đây?

A 1 H

2

9.60 Cho phản ứng hạt nhân H 2 H n 17 , 6 MeV

1

3

1 + → α + + , biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 Năng lợng toả ra khi tổng hợp đợc 1g khí hêli là bao nhiêu?

A ΔE = 423,808.103J B ΔE = 503,272.103J

C ΔE = 423,808.109J D ΔE = 503,272.109J

9.61 Cho phản ứng hạt nhân Cl p 37 Ar n

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/c2 Năng lợng mà phản ứng này toả ra hoặc thu vào là bao nhiêu?

A Toả ra 1,60132MeV B Thu vào 1,60132MeV

Trang 9

C Toả ra 2,562112.10-19J D Thu vào 2,562112.10-19J.

9.62 Năng lợng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân 12C

6 thành 3 hạt α là bao nhiêu? (biết mC = 11, 9967u, mα = 4,0015u)

C ΔE = 1,16189.10-19J D ΔE = 1,16189.10-13MeV

9.63 Cho phản ứng hạt nhân Al 30 P n

15

27

+

α , khối lợng của các hạt nhân là mα = 4,0015u, mAl = 26,97435u,

mP = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931Mev/c2 Năng lợng mà phản ứng này toả ra hoặc thu vào là bao nhiêu?

C Toả ra 4,275152.10-13J D Thu vào 2,67197.10-13J

9.64 Hạt α có động năng Kα = 3,1MeV đập vào hạt nhân nhôm gây ra phản ứng Al 30 P n

15

27

+

của các hạt nhân là mα = 4,0015u, mAl = 26,97435u, mP = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931Mev/c2 Giả sử hai hạt sinh ra có cùng vận tốc Động năng của hạt n là

A Kn = 8,8716MeV B Kn = 8,9367MeV

C Kn = 9,2367MeV D Kn = 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

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 238U

92 B 234U

92 C 235U

92 D 239U

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 8,21.1013J; B 4,11.1013J; C 5,25.1013J; D 6,23.1021J

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:

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

Trang 10

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

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 nhân các nguyên tử bị nung chảy thành các nuclon

9.79 Chọn câu Sai

A Nguồn gốc năng lợng mặt trời và các vì sao là do chuỗi liên tiếp các phản ứng nhiệt hạch xảy ra

B Trên trái đất con ngời đã thực hiện đợc phản ứng nhiệt hạch: trong quả bom gọi là bom H

C Nguồn nhiên liệu để thực hiện phản ứng nhiệt hạch rất rễ kiếm, vì đó là đơteri và triti có sẵn trên 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: Li H He 4He

2

4 2

1 1

7

3 + → + Biết mLi = 7,0144u; mH = 1,0073u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Năng lợng toả ra trong phản ứng sau là:

9.81 Phản ứng hạt nhân sau: H T H 4He

2

1 1

3 2

2

1 + → + Biết mH = 1,0073u; mD = 2,0136u; mT = 3,0149u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Năng lợng toả ra trong phản ứng sau là:

2

4 2

2 1

6

3 + → + Biết mLi = 6,0135u ; mD = 2,0136u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Năng lợng toả ra trong phản ứng sau là:

2

3 2

1 1

6

3 + → + 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:

9.84 Trong phản ứng tổng hợp hêli: Li H He 4He

2

4 2

1 1

7

3 + → + Biết mLi = 7,0144u; mH = 1,0073u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Nhiệt dung riêng của nớc là c = 4,19kJ/kg.k-1 Nếu tổng hợp hêli từ 1g liti thì năng lợng toả

ra có thể đun sôi một khối lợng nớc ở 00C là:

A 4,25.105kg; B 5,7.105kg; C 7,25 105kg; D 9,1.105kg

* Các câu hỏi và bài tập tổng hợp kiến thức

9.85 Hạt nhân triti (T) và đơteri (D) tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh ra hạt α và hạt nơtrôn Cho biết độ hụt khối của hạt nhân triti là ∆mT = 0,0087u, của hạt nhân đơteri là ∆mD = 0,0024u, của hạt nhân X là ∆mα = 0,0305u; 1u = 931MeV/c2 Năng lợng toả ra từ phản ứng trên là bao nhiêu?

C ΔE = 18,0614J D ΔE = 38,7296J

9.86 Cho hạt prôtôn có động năng KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân Li7

3 đứng yên, sinh ra hai hạt α có cùng độ lớn vận tốc và không sinh ra tia γ và nhiệt năng Cho biết: mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10—27kg Phản ứng này thu hay toả bao nhiêu năng lợng?

C Toả ra 2,7855.10-19J D Thu vào 2,7855.10-19J

3 đứng yên, sinh ra hai hạt α có cùng độ lớn vận tốc và không sinh ra tia γ và nhiệt năng Cho biết: mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10—27kg Động năng của mỗi hạt mới sinh ra bằng bao nhiêu?

A Kα = 8,70485MeV B Kα = 9,60485MeV

C Kα = 0,90000MeV D Kα = 7,80485MeV

3 đứng yên, sinh ra hai hạt α có cùng độ lớn vận tốc và không sinh ra tia γ và nhiệt năng Cho biết: mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10—27kg Độ lớn vận tốc của các hạt mới sinh ra bằng bao nhiêu?

A vα = 2,18734615m/s B vα = 15207118,6m/s

C vα = 21506212,4m/s D vα = 30414377,3m/s

Định dạng
Số trang	11
Dung lượng	418,5 KB