bài tập vật lý hạt nhân tự luận và trắc nghiệm

bài tập vật lý hạt nhân tự luận và trắc nghiệm có đáp án

CẤU TẠO NGUYÊN TỬ A PHÓNG XẠ

1 Xác định cấu tạo hạt nhân – độ bền vững của hạt nhân

Bài 8.1 1 Hãy cho biết thành phần cấu tạo của hạt nhân Radi 22688Ra

2 Hãy tính ra kg khối lượng của 1 mol nguyên tử Radi, khối lượng của một hạt nhân Radi, khối lượng của một mol hạt nhân Radi Cho biết khối lượng nguyên tử Radi là m = 226,0254u và me = 0,00055u

3 Biết bán kính hạt nhân Radi được xác định bằng công thức r=1,4.A1/3 (10-15m) Hãy tính khối lượng riêng của hạt nhân Radi

4 Tính năng lượng liên kết của hạt nhân Ra

Bài 8.2

1 Sắp xếp theo thứ tự tăng dần về độ bền vững của hạt nhân sau: 2656Fe; 147N và 23892U cho biết mFe=55,927u; mN=13,9992u; mU=238,0002u

2 Tính độ hụt khối và năng lượng liên kết của hạt nhân 168O Cho biết mP=1,007276u; mn=1,008665u; me=0,000549u; 1u=931MeV/c2 Khối lượng hạt nhân được tính bằng cách lấy khối lượng nguyên tử tương ứng trừ đi khối lượng các electron có trong nguyên tử ấy

2 Xác định lượng chất phóng xạ

Bài 8.3 Ban đầu có 1kg chất phóng xạ Coban 60Co

27 chu kì bán rã T=5,33 năm

a) Sau 15 năm, lượng chất Coban còn lại bao nhiêu?

b) Biết sau khi phân rã phóng xạ Coban biến thành 60Ni

28 Tính khối lượng Ni tạo thành trong sau 15 năm

c) Sau bao lâu khối lượng Coban chỉ còn bằng 10g

d) Sau bao lâu khối lượng Coban chỉ còn bằng 62,5g

Bài 8.4 Urani (23892U ) có chu kì bán rã là 4,5.109 năm Khi phóng xạ  , urani biến thành Thôri (23490Th) Hỏi

có bao nhiêu gam thôri được tạo thành trong 23,8g Urani sau 9.109 năm?

Bài 8.5 Mẫu Poloni Po 210 phóng xạ có chu kì bán rã T=138 ngày Tính số phần trăm nguyên tử poloni đã

phóng xạ sau thời điểm quan sát lúc đầu 46 ngày

Bài 8.6 a) Co là đồng vị phóng xạ phát ra tia  và tia  với chu kì bán rã T1=71,3 ngày

- Viết phương trình phản ứng

- Tính tỉ lệ phân rã (%) của 2760Co trong 30 ngày

b) Có bao nhiêu hạt  được giải phóng trong 1h từ 1 đồng vị phóng xạ g 1124Na, biết rằng chu kì bán rã của 1124Na là T2=15 giờ

Bài 8.7 Tại tâm của một bình cầu rỗng bằng thủy tinh, bán kính mặt trong 8,0cm đã rút hết không khí, có đặt

0,01mg 22286Ra có chu kì bán rã khá lớn T=1590 năm

Mặt trong bình cầu được tráng một lớp mỏng kẽm sunfua Radi phát các hạt  đều theo mọi phương, tạo ra các chớp sáng mỗi khi hạt  đập vào lớp kẽm sunfua Thí nghiệm cho thấy (qua kính hiển vi) trong 100 giây đếm được 19 chớp sáng trên diện tích   s 0,01 mm2

a) Tính số hạt  mà 1mg Radi phát ra trong một phút Coi thời gian này là rất nhỏ so với chu kì bán rã b) Hứng một nửa số hạt  tính được ở câu a vào một bản của tụ điện có điện dung C=10pF, bản kia nối với đất Sau 1 phút, hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 147V (hiệu điện thế lúc đầu là 0) Hãy tính điện tích của một hạt 

c) Lượng khí He tạo ra bởi 1mg 22688Ra trong một năm là 0,172mm3 trong điều kiện tiêu chuẩn Coi thời gian 1 năm vẫn rất nhỏ so với chu kì bán rã của Radi Tính khối lượng của một hạt  và số Avogadro NA

Bài 8.8 a) Đồng vị strônti 90Sr có tính phóng xạ  với chu kì bán rã 20 năm Hỏi sau những thời gian lần lượt 10 năm, 50 năm và 100 năm thì lượng Sr còn lại là bao nhiêu (so với giá trị ban đầu)

b) Urani U238 có chu kì bán rã là 4,5.109 năm Khi phóng xạ  , Urani biến thành Thôri (23490Th) Hỏi

có bao nhiêu gam thôri được tạo thành trong 23,8g urani sau 9.109 năm

Bài 8.9 Chu kì bán rã của 210Po

84 là T=138 ngày đêm Khi phóng xạ  , Poloni biến thành 206Pb

a) Xác định có bao nhiêu nguyên tử Poloni bị phân rã sau 276 ngày đêm nếu ban đầu có 42mg Poloni Xác định lượng chì được tạo thành trong khoảng thời gian trên

b) Sau bao lâu lượng Poloni chỉ còn 2,625mg

Bài 8.10 Có 1kg chất phóng xạ 60Co

27 với chu kì bán rã T=16/3 năm Sau khi phân rã Co biến thành 60Ni

a) Viết phương trình phân rã

b) Tính khối lượng còn lại chưa phân rã của chất phóng xạ sau 16 năm

c) Sau bao lâu 984,375 gam chất đã phân rã

Bài 8.11 Thời gian sống trung bình của N hạt nhân phóng xạ theo định nghĩa là:

N

       trong đó i là khoảng thời gian tồn tại của hạt nhân thứ i kể từ lúc khảo sát tới lúc nó bị phân rã Người ta đã chứng minh được rằng 1





 với  là hằng số phóng xạ

1 Tìm mối liên hệ giữa  và chu kì bán rã T; Co60 có chu kì bán rã T = 5,33 năm thì thời gian sống trung bình của Co60 là bao nhiêu?

2 Sau khoảng thời gian  thì số hạt nhân còn lại (chưa bị phân rã) sẽ bằng bao nhiêu phần trăm số hạt nhân đã cho lúc đầu

2 Xác định chu kì bán rã (hằng số phóng xạ)

Bài 8.12 Xác định hằng số phóng xạ của Co55 biết rằng số nguyên tử của đồng vị ấy cứ mỗi giờ giảm đi 3,8% Bài 8.13 Để đo chu kì bán rã của một chất phóng

xạ  người ta dùng máy đếm xung Khi một hạt

 đập vào máy, trong máy xuất hiện một xung

điện; hệ đếm của máy tăng số đếm thêm một đơn

vị Ban đầu, trong một phút, máy đếm được 360

xung Nhưng 2 giờ sau phép đo lần thứ nhất,

trong một phút máy chỉ đếm được 90 xung (trong cùng một điều kiện đo)

a) Xác định chu kì bán rã của chất phóng xạ

b) Các hạt  phóng ra được đặt trong một điện trường đều của một tụ điện Giả sử các hạt  đều có cùng vận tốc đầu v  0

và được bố trí sao cho phương của

0

v 

vuông góc với phương của điện trường

- Lập phương trình quỹ đạo của các hạt  trong điện trường

- Khi ra khỏi điện trường, hạt  bị lệch so với phương ban đầu góc  Tính vận tốc đầu v0 theo 

Áp dụng: góc   100; hiệu điện thế trên tụ điện U=100V; Bề rộng tụ điện d=10cm; chiều dài tụ điện l=0,2m Cho tỉ số e/m=1,76.1011C/kg

Bài 8.14 Để đo chu kì bán rã của một chất phóng xạ, người ta dùng máy đếm xung Ban đầu trong 1 phút có

250 xung nhưng 1 giờ sau khi đo lần thứ nhất chỉ còn đếm được 92 xung trong 1 phút Tính chu kì bán rã của chất phóng xạ

Bài 8.15 Để đo chu kì bán rã của một chất phóng xạ người ta cho một máy đếm xung bắt đầu đếm từ thời điểm

t=0, đến thời điểm t1=2 giờ, máy đếm được n1 xung; đến thời điểm t2=3t1, máy đếm được n2 xung với n2=2,3n1 Xác định chu kì bán rã của chất phóng xạ này

Bài 8.16 0,2mg 226Ra

88 phóng ra 4,35.108 hạt  trong 1 phút Tìm chu kỳ bán rã của Radi Biết chu kì này khá lớn so với thời gian quan sát

Bài toán liên quan tới độ phóng xạ

y

x

0

v 

-d

Bài 8.17 Chất phóng xạ 25Na

11 có chu kì bán rã T=62s

a) Tính độ phóng xạ của 0,248mg Na

b) Tính độ phóng xạ sau 10 phút

c) Sau bao lâu chất phóng xạ chỉ còn 1/5 độ phóng xạ ban đầu?

Bài 8.18 Ban đầu có 2,00g radon 22286Rn là chất phóng xạ với chu kì bán rã T=3,8 ngày Hãy tính

a) Số nguyên tử ban đầu

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

c) Độ phóng xạ của lượng 22286Rn nói trên sau thời gian t=1,5T (Dùng các đơn vị Bq và Ci)

Bài 8.19 Chất Poloni 21084Po có chu kì bán rã là 140 ngày đêm

a) Sau 280 ngày đêm có bao nhiêu nguyên tử Poloni trong 2,1mg bị phân rã

b) Độ phóng xạ của lượng poloni còn lại là bao nhiêu?

Bài 8.20 60Co

27 là chất phóng xạ 

 có chu kì bán rã T=5,33 năm Lúc đầu có 100g Co, tính số nguyên tử Co còn lại và độ phóng xạ của mẫu chất sau 2 chu kì bán rã Biết NA=6,023.1023

Bài 8.21 Trong các vụ thử hạt nhân người ta thấy có các đồng vị phóng xạ 131I lan ra trong khí quyển (đồng vị này có thể gây ung thư tuyến giáp trạng) Mưa sẽ làm cỏ nhiễm đồng vị phóng xạ này và cuối cùng nó xuất hiện trong sữa bò Giả sử sau một vụ thử hạt nhân, người ta đo được độ phóng xạ của 131I trong sữa bò tại một nơi nào đó là 2900Bq/lít Hỏi sau bao lâu thì sữa bò tại đó mới đạt mức an toàn cho phép là 185 Bq/lít Biết chu kì

bán rã của I131 là 8,04 ngày.

Bài 8.22 Hai nhà bác học Pie Quyri và Mari Quyri được giải Noben vật lí năm 1903 vì đã tách riêng được 0,1g

clorua 226Ra (RaCl2) Tính độ phóng xạ của mẫu chất này ra Bq và Ci Chu kì bán rã của Ra226 là 1600 năm

Bài 8.23 20079Au là một chất phóng xạ Biết độ phóng xạ của 3.10-9 kg chất đó là 58,9Ci

a) Tìm chu kì bán rã

b) Hỏi sau bao lâu lượng chất phóng xạ giảm đi 100 lần

Cho biết 1Ci = 3,7.1010Bq; NA = 6,023.1023 nguyên tử/ mol; ln2 = 0,693; ln10 = 2,3

Bài 8.24 Một lượng chất phóng xạ Radon (222Rn) có khối lượng ban đầu m0 = 1mg Sau 15,2 ngày thì độ phóng xạ giảm 93,75% Tính chu kì bán rã T của Rn và độ phóng xạ của lượng chất phóng xạ còn lại Cho NA=6,023.1023 nguyên tử/ mol

Bài 8.25 Độ phóng xạ của 3mg 2760Co là 3,41Ci Tìm chu kì bán rã của Co và tính độ phóng xạ của nó sau 20 năm

4 Xác định tuổi của cổ vật

Bài 8.26 Poloni là nguyên tố phóng xạ, nó phát ra hạt  và biến đổi thành hạt nhân chì 206Pb

82 Chu kì bán

rã của Poloni là 138 ngày

a) Ban đầu có 1 gam Poloni nguyên chất, hỏi sau 1 năm (365 ngày) lượng khí Heli giải phóng ra có thể tích bằng bao nhiêu trong điều kiện tiêu chuẩn (0oC và 1atm)

b) Tìm tuổi của mẫu chất trên, biết rằng ở thời điểm khảo sát, tỷ số khối lượng giữa chì và Poloni trong mẫu chất trên là 0,6 Cho NA=6,023.1023 nguyên tử/mol

Bài 8.27 Chu kì bán rã của U238 là T1=4,5.109 năm

a) Tính số nguyên tử nị phân rã trong một năm từ 1g U238

b) Hiện nay trong quặng Urani thiên nhiên có cả U238 và U235 theo tỉ lệ số nguyên tử 140:1 Giả sử ở thời điểm hình thành Trái Đất, tỉ lệ trên là 1:1, hãy tính tuổi của Trái đất Biết chu kì bán rã của U235 là T2=7,13.108 năm

Bài 8.28 Ban đầu một mẫu pôloni 21084Po nguyên chất có khối lượng m = 1,00g Các hạt nhân poloni phóng

xạ phát ra các hạt  và biến thành hạt nhân bền Z AX

a) Xác định hạt nhân Z AX và viết phương trình phản ứng.

b) Xác định chu kì bán rã của poloni phóng xạ, biết rằng trong 1 năm nó tạo ra thể tích V=89,5cm3 khí hêli ở điều kiện tiêu chuẩn

c) Tìm tuổi của mẫu chất trên, biết rằng tại thời điểm kháo sát, tỉ số giữa khối lượng Z AX và khối lượng poloni có trong mẫu chất là 0,4 Tính các khối lượng đó Cho NA=6,023.1023/mol

Bài 8.29 Trong các mẫu quặng urani, người ta thấy có lẫn chì Pb206 cùng với U238 Chu kì bán rã của U238 là

4,5.1010 năm Hãy tính tuổi của quặng trong các trường hợp:

a) Tỉ lệ nguyên tử tìm thấy là cứ 10 nguyên tử U thì có 2 nguyên tử Pb

b) Tỉ lệ khối lượng tìm thấy là cứ 1g Pb thì có 5g U

Bài 10.18 – GTVL12(3)

Bài 8.30 Trong tầng cao của bầu khí quyển, khi một nơtron trong tia vũ trụ gặp một hạt nhân Nito tì gây ra

phản ứng tạo 146C , một đồng vị của cacbon 126C

a) Xác định hạt sinh ra cùng với 146C và viết phương trình phản ứng

b) Hạt nhân 146C bị phân rã và phóng tia phóng xạ  Viết phương trình của phản ứng phân rã

c) Cây cối hấp thụ khí CO2 từ khí quyển Khí này chứa cả C12 và C14 Khi cây sống, tỉ lệ hai đồng vị này như nhau trong cây và trong khí quyển Khi cây chết, C14 có trong cây bị phân rã Chu kì bán rã của C14 là

5570 năm

- Hỏi bao lâu sau khi cây chết thì số C14 mà nó có lúc vừa mới chết giảm đi chỉ còn một nửa?

- So sánh sự phóng xạ  của một mẫu gỗ cổ với một mẫu gỗ tương tự còn sống, cả hai cùng chứa một lượng C12 Máy đếm hạt  cho thấy số hạt  phát ra từ mẫu gỗ cổ ít hơn 4 lần so với mẫu gỗ còn đang sống Xác định tuổi của mẫu gỗ cổ

Đề 24(3) – Bộ đề TSĐH + Bài 10.10 – GTVL12(3)

Bài 8.31 Đồng vị coban 6027Co là chất phóng xạ -; hạt nhân con là niken (Ni) Độ phóng xạ của 0.2g 6027Co

là H = 225 Ci Hãy viết phương trình của phóng xạ và nêu rõ thành phần cấu tạo của hạt nhân con Tìm chu kì bán rã của 6027Covà tìm thời gian để có 75% 60

27Co bị phân rã Biết số Avogadro NA = 6.032 x 1023mol-1

Đề dự bị đại học 2002

Bài 8.31 Tính tuổi của một tượng gỗ cổ, biết rằng độ phóng xạ của 14C trong tượng gỗ bằng 0,707 lần độ phóng xạ của 14C trong một khúc gỗ có cùng khối lượng và vừa chặt Biết chu kì bán rã của 14C là 5600 năm

Bài 8.32 Biết rằng một mẫu gỗ đã chết cách đây 11140 năm, hiện nay phát ra 4 electron trong một giây Một

mẫu gỗ tươi cùng khối lượng với mẫu trên phát ra 16 electron trong 1 giây Tìm chu kì bán rã của 14C

Bài 8.33 Biết rằng đồng vị phóng xạ 14C

6 có chu kì bán rã T=5600 năm và trong cơ thể sống, tỷ số giữa hạt nhân 14C và số hạt nhân 12C là hằng số và bằng 10 12



r Sau khi cơ thể này chết tỷ số này giảm đi vì số hạt nhân 14C bị phân rã mà không được sự thay thế bởi sự hấp thụ Trong một mẫu xương động vật mới tìm thấy, tỷ số trên chỉ còn bằng 0,25.10 12



r Hỏi động vật này đã chết cách đây bao nhiêu lâu?

Bài 8.34 Phân tích một mẫu gỗ có tuổi bằng 2858,6 năm người ta thấy có 29,8% đồng vị phóng xạ cácbon

C

14 đã bị phân rã

a) Tìm chu kì bán rã của 14C

b) Tính tuổi của pho tượng cổ bằng gỗ biết rằng độ phóng xạ của nó chỉ bằng 0,38 lần độ phóng xạ của một mẫu gỗ tươi mới chặt có khối lượng bằng 2 lần khối lượng của pho tượng cổ này

Bài 8.35 Một mảnh gỗ cổ đại có độ phóng xạ của C14 là 3 phân rã/phút Một lượng gỗ mới tương đương cho

thấy tốc độ đếm xung là 14 xung/phút Biết rằng chu kì bán rã của C14 là 5568 năm, hãy tính tuổi của mảnh gỗ cổ

Bài 10.9 – GTVL12(3)

Bài 8.36 Áp dụng phương pháp dùng đồng vị C14 để định tuổi của các cổ vật Kết quả cho thấy độ phóng xạ

của một tượng cổ bằng gỗ khối lượng M là 4Bq Trong khi đó, độ phóng xạ của một mẩu gỗ khối lượng 2M của một cây vừa chặt là 10Bq Xác định tuổi của tượng gỗ Cho chu kì bán rã của C14 là T=5600 năm

HVNHTPHCM – 1999

Bài 8.37 Trong khí quyển có đồng vị phóng xạ C14 với chu kì bán rã T=5568 năm Mọi thực vật sống trên trái

Đất hấp thụ cacbon từ khí quyển đều chứa lượng C14 cân bằng Trong một mẫu gỗ cổ, có C14 với độ phóng xạ

112 phân rã /phút Xác định tuổi của mẫu gỗ này Cho biết độ phóng xạ của C14 ở thực vật sống là 216 phân rã/ phút

Bài 10.23 – GTVL12(3)

Bài 8.38 Ở California (mỹ) gần vết nứt San Andreas thường xuyên có động đất Năm 1979 người ta lấy hai mẫu

thực vật đã bị hủy diệt do các trận động đất và đo độ phóng xạ của chúng nhờ đồng vị phóng xạ C14 có chu kì bán rã 5700 năm Kết quả của các phép đo là: Mẫu 1 có độ phóng xạ là 0,333Bq và mẫu 2 có độ phóng xạ là 0,215 Bq

1 Hãy tìm tuổi của hai mẫu thực vật đó và chỉ năm xảy ra các trận động đất Cho biết độ phóng xạ của đất không bị chôn vùi chứa mẫu thực vật còn sống luôn luôn không đổi và bằng 0,255

2 Hãy tìm tỉ số của C14 đối với C12 ở mẫu thứ hai, biết rằng ở mẫu vật sống tỉ số này là 1:106

Bài 106 – 121 Bài toán quang lí và VLHN

Bài 8.39 a) Hãy cho biết bản chất các tia phóng xạ Viết các phương trình mô tả quy tắc chuyển dịch trong các

phóng xạ trên khi biết hạt nhân mẹ là AX

b) Hạt nhân 238U

92 hấp thụ một hạt n sinh ra x hạt  và y hạt , một hạt 206Pb

82 và bốn hạt notron Hãy xác định: số hạt x và y, bản chất của hạt  trong phản ứng Viết phương trình đầy đủ của phản ứng này?

Bài 8.40 Poloni là nguyên tố phóng xạ, nó phát ra hạt  và biến đổi thành hạt nhân chì 206Pb

82 Ban đầu mẫu chất Po có khối lượng 1mg Tại thời điểm t1 tỉ lệ giữa hạt nhân chì và Poloni trong mẫu chất này là 7:1, tại thời điểm t2 (sau t1 là 414 ngày) thì tỷ lệ đó là 63:1

a) Viết lại công thức chuyển dịch phóng xạ và tính chu kì bán rã của Po

b) Độ phóng xạ của Po đo được tại thời điểm t1 là 0,5631Ci, hãy tìm số Avagadro và tìm thể tích khí Hêli tạo thành ở điều kiện tiêu chuẩn tại thời điểm t1

Bài 8.41 Trong quá trình phân rã Uran 238U

92 phóng ra tia phóng xạ  và tia phóng xạ 

 theo phương





 X 6 8

238

92

A Z

a) Xác định hạt nhân X

b) Lúc đầu có 2 gam Urani 238U

92 nguyên chất Hãy xác định số hạt  được phóng ra sau thời gian 1 năm phân rã của khối Urani Cho biết chu kì bán rã của 238U

92 là T=4,5.109 năm Cho biết NA=6,023.1023 nguyên tử/mol và khi t<<T thì có thể coi e t t









Bài 8.43 Hỏi sau bao nhiêu lần phóng xạ  và bao nhiêu lần phóng xạ  cùng loại thì hạt nhân 232Th

90 biến thành hạt nhân 206Pb

82 ? Hãy xác định loại hạt  đó

Bài 8.44 Để xác định thể tích máu trong cơ thể một bệnh nhân, bác sĩ tiêm vào trong máu người đó 10 cm3 một dung dịch có chứa 1124Na (có chu kì bán rã 15 giờ) với nồng độ là 10-3mol/lít

1 Hãy tính số mol (và số gam) Na24 đã đưa vào trong máu bệnh nhân?

2 Hỏi sau 6 giờ, lượng chất phóng xạ Na24 còn lại trong máu bệnh nhân là bao nhiêu? Khi đó người ta lấy ra 10cm3 máu của bệnh nhân và đã tìm thấy 1,5.10-8mol Na24 Hãy tính thể tích máu trong cơ thể bệnh nhân Giả thiết chất phóng xạ Na24 được phân bố đều trong toàn bộ thể tích máu của bệnh nhân

Bài 107 – 121 Bài toán quang lí và VLHN

Bài 8.45 a) Thế nào là phản ứng hạt nhân? Phát biểu các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân.

b) Sau 2 giờ, độ phóng xạ của một chất giảm đi 4 lần

- Xác định  và T của chất phóng xạ

- Hỏi sau 6 giờ, độ phóng xạ của chất đó còn bao nhiêu phần trăm?

c) Cho phản ứng hạt nhân: Th 222Ra 4 , 91 MeV

88

230

- Cho biết cấu tạo của hạt 

- Tính động năng của hạt nhân Ra Biết rằng hạt nhân Th đứng yên (lấy khối lượng gần đúng của các hạt nhân tính bằng đơn vị u có giá trị bằng số khối của chúng)

Bài 8.46 Hạt nhân 22488Ra phóng xạ ra một hạt  , một photon  và tạo thành ARn

Z Viết phương trình đầy đủ của phân rã trên Một nguồn phóng xạ 224Ra

88 có khối lượng ban đầu m0, sau 14,8 ngày khối lượng của nguồn còn lại là 2,24g Hãy tìm:

a) Khối lượng ban đầu mo = ?

b) Số hạt nhân Ra bị phân rã

c) Độ phóng xạ của nguồn ở thời điểm ban đầu và sau 14,8 ngày phân rã (tính theo đơn vị Ci)

Biết chu kì bán rã của 224Ra

88 là 3,7 ngày và NA=6,023.1023 nguyên tử/mol

Bài 8.47 Đồng vị 24Na

11 là nguyên tố phóng xạ 

 và tạo hạt nhân con AMg

a) Viết phương trình phản ứng và nêu thành phần cấu tạo của hạt nhân con

b) Ở thời điểm ban đầu t=0, 24Na

11 có khối lượng mo  2 , 4 gam thì sau thời gian 30 giờ khối lượng

Na chỉ còn lại 0,6gam chưa bị phân rã Tính chu kì bán rã và độ phóng xạ của lượng 24Na

11 ở thời điểm t=0 c) Khi nghiên cứu một mẫu chất, người ta thấy ở thời điểm bắt đầu khảo sát thì tỷ số khối lượng giữa Magiê và Natri là 0,25 Hỏi sau bao lâu thì tỷ số đó bằng 9 Biết NA=6,023.1023 nguyên tử/mol

B PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

Bài 8.49 Poloni Po210 là chất phóng xạ  với chu kì bán rã 138 ngày

1 Viết phương trình phân rã và tìm khối lượng ban đầu của poloni cho biết độ phóng xạ ban đầu của nó

là 1,67.1011Bq

2 Sau thời gian bao lâu độ phóng xạ của nó giảm đi 16 lần

3 Tìm năng lượng tỏa ra khi chất phóng xạ trên phân rã hết Cho mPo=209,9828u; m( )=4,0026u; m(Pb)=205,9744u; 1u=931,5 MeV/c2; NA=6,023.1023 nguyên tử/ mol

ĐH Luật – 1999

Bài 8.50 Poloni 21084Polà nguyên tố phóng xạ hạt  , nó phóng ra một hạt  và biến đổi thành hạt nhân con

X Chu kì bán rã của poloni là T=138 ngày

1 Viết phương trình phản ứng Xác định cấu tạo và tên gọi của hạt nhân X

2 Một mẫu poloni nguyên chất có khối lượng ban đầu 0,01g Tính độ phóng xạ của mẫu chất trên sau 3 chu kì bán rã Cho biết số Avogadro NA = 6,023.1023/mol

3 Tính tỉ số giữa khối lượng Poloni và khối lượng X trong mẫu chất trên sau 4 chu kì bán rã

ĐH Thương Mại – 1999

Bài 8.51 Phản ứng phân rã của Urani có dạng: 23892U  20682Pb x    y 

1 Tính x và y

2 Chu kì bán rã của U238 là T=4,5.109 năm Lúc đầu có 1g U238 nguyên chất

a) Tính độ phóng xạ ban đầu và độ phóng xạ sau 9.109 năm của U238 ra Bq

b) Tính số nguyên tử U238 bị phân rã sau 1 năm

Cho NA=6,023.1023 nguyên tử/ mol Khi t << T coi e t 1 t





 

ĐH Kiến Trúc – 1999

Bài 8.52 Cho các phản ứng hạt nhân:

5B X    4Be (1)

11Na p   X 10Ne (2)

17Be X   n  18Ar (3) a) Viết đầy đủ các phản ứng đó; Cho biết tên gọi, số khối và số thứ tự của các hạt nhân X

b) Trong các phản ứng (2) và (3) phản ứng nào thuộc loại tỏa năng lượng, phản ứng nào thuộc loại thu năng lượng? Tính độ lớn của năng lượng tỏa ra hoặc thu vào đó Cho khối lượng hạt nhân:

23

11Na  22,983734 u; 1737Cl  36,956563 u; 3718Ar = 36,956889u;

1

1H  1,007276 u; 24He  4,001506 u ; 1020Ne  19,986950 u; 01n  1,00867 u; u=1,66055.10

-27kg=931,5MeV/c2

ĐH Thái Nguyên – 1999 + Đề 18(3) – Bộ đề TSĐH

Bài 8.53 Cho phản ứng hạt nhân 1123Na p   X 1020Ne

a) Xác định hạt nhân X

b) Trong những sản phẩm sau phản ứng thì hạt nhân nào bền vững hơn? Tại sao?

c) Phản ứng tỏa hay thu năng lượng? Tính năng lượng đó Biết mp=1,0073u; mn=1,00865u; mNe=19,98695u; mNa=22,983734u; mHe=4,001506u; 1uc2=931MeV

2 Hạt nhân đồng vị 1124Na phân rã  với chu kì bán rã T=14,8 giờ

a) Viết phương trình phân rã

b) Ban đầu có 100g 1124Na, hỏi sau bao lâu khối lượng Na còn lại 0,1g Tính khối lượng chất được tạo thành trong thời gian trên Biết NA=6,022.1023/mol

ĐH Thủy Lợi – 1999

Bài 8.55 1 Hãy cho biết thành phần cấu tạo của hạt nhân nguyên tử Poloni 21084Ponhư thế nào?

2 Nguyên tử trên đây có tính phóng xạ Nó phóng ra một hạt  và biến đổi thành nguyên tố Chì Pb Hãy chỉ ra các định luật bảo toàn đơn giản mà các phản ứng hạt nhân phải tuân theo và viết phương trình phản ứng Cho biết cấu tạo của hạt nhân Pb

3 Những phép đo chính xác cho thấy 21084Po  209,937303 u; 206Pb = 205,929442u;

4

2He  4, 001506 u ;1u=1,66055.10-27kg=931,5MeV/c2 Tính năng lượng cực đại tỏa ra bởi phản ứng hạt nhân ở câu 2 theo đơn vị J và MeV

Đề 36(3) – Bộ đề TSĐH

Bài 8.56 Poloni là nguyên tố phóng xạ  với chu kì bán rã là T = 138 ngày

a) Viết phương trình phân rã và tìm khối lượng ban đầu của Poloni cho biết độ phóng xạ ban đầu của nó

là 1,67.1011Bq

b) Sau thời gian bao lâu thì độ phóng xạ của nó giảm đi 16 lần

c) Tính năng lượng toả ra khi chất phóng xạ trên phân rã hết

Cho mPo=209,9828u; mPb=205,9744u; m α 4,0026u; 1u=931MeV/c2; NA=6,023.1023nguyên tử/mol.

Bài 8.57 Hạt nhân 22688Racó chu kì bán rã là 1570 năm, đứng yên phân rã ra một hạt  và biến đổi thành hạt nhân X Động năng của hạt  trong phân rã bằng 4,8MeV Hãy xác định:

a) Năng lượng toàn phần toả ra trong 1 phân rã

b) Số hạt nhân X được tạo thanh trong 789 năm biết lúc đầu có 2,26gam Rađi Coi khối lượng của hạt nhân tính theo u xấp xỉ bằng số khối của chúng và NA=6,023.1023ngtử/mol

Bài 8.58 1 Độ phóng xạ là gì? Viết biểu thức và vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ phóng xạ vào thời

gian Chất Poloni P210 có chu kì bán rã là 138 ngày Tính khối lượng Poloni có độ phóng xạ 1Ci Cho số Avogaro NA = 6.023 x 1023 mol-1

2 Bắn hạt  vào hạt Nitơ (14 7N) đứng yên Sau phản ứng sinh ra 1 hạt proton và 1 hạt nhân oxy Các hạt sinh ra sau phản ứng có cùng vecto vận tốc và cùng phương với vận tốc của hạt Phản ứng trên thu năng lượng là 1.21MeV Tính động năng của hạt , proton, và hạt nhân oxy Coi khối lượng các hạt xấp xỉ số khối

CĐSPHN – 2005

Bài 8.59 Poloni là nguyên tố phóng xạ  với chu kì bán rã T=138 ngày

a) Viết phương trình phản ứng phân rã hạt nhân 210Po

b) Ban đầu có 100g chất phóng xạ trên Hỏi sau bao lâu khối lượng chất phóng xạ đó chỉ còn lại 10g c) Tính năng lượng toả ra theo đơn vị J khi một hạt nhân Po phân rã

d) Tính động năng theo đơn vị J của hạt  và hạt nhân con X Cho biết lúc đầu hạt nhân Poloni đứng yên

Cho mPo=209,9829u; mX=205,9744u; m α 4,0015u; u=931MeV/c2

Bài 8.60 Hạt nhân 210

84 Po đứng yên phóng xạ ra một hạt , biến đổi thành hạt nhân A

ZPb có kèm theo một photon

1 Viết phương trình phản ứng, xác định A,Z

2 Bằng thực nghiệm, người ta đo đuợc động năng của hạt là 6,18 MeV Tính động năng của hạt nhân Pb theo đơn vị MeV

3 Tính bước sóng của bức xạ Biết rằng mPo 209,9828u ; mHe4,0015u ; mPb 205,9744u ;

Cho h = 6,625.10-34 Js; c=3.108 m/s; e = 1,6.10-19 C; me = 9,1.10-31 kg

CĐSPHN - 2004

Bài 8.61 Poloni là nguyên tố phóng xạ  với chu kì bán rã là T = 138 ngày Cho mPo = 209,9828u; mX = 205,9744u; mα = 4,0026u; u=1,6605.10-27kg = 931MeV/c2

a) Tìm khối lượng ban đầu của khối chất phóng xạ biết độ phóng xạ ban đầu của nó là 2Ci

b) Xác định hạt nhân X và tìm năng lượng toả ra của 1 phân rã

c) Xét một hạt nhân Poloni đứng yên phóng xạ và không kèm theo phát tia  Tìm động năng và vận tốc của hạt  (khối lượng mỗi hạt lấy theo u gần đúng bằng số khối A của chúng)

Bài 8.62 Người ta dùng một proton có động năng Kp=1,6MeV bắn vào hạt nhân đứng yên 37Li và thu được hai hạt giống nhau có cùng động năng

1 Viết phương trình của phản ứng, ghi rõ các nguyên tử số Z và số khối A

2 Tính động năng của mỗi hạt

3 Phản ứng hạt nhân này tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng ? Năng lượng này có phụ thuộc vào động năng của proton không?

4 Nếu toàn bộ động năng của hai hạt thu được ở trên biến thành nhiệt thì nhiệt lượng này có phụ thuộc vào động năng của proton không?

Cho khối lượng hạt nhân: 37Li  7,0144 u ; 11H 1, 007276u; 24He  4,001506 u; u=1,66055.10

-27kg=931,5MeV/c2

Đề 43(3) – Bộ đề TSĐH

Bài 8.63 Cho phản ứng hạt nhân: Be H X 6Li

3

1 1

9

a) X là hạt nhân nguyên tử nào và còn gọi là hạt gì?

b) Biết mBe = 9,01219u; mP = 1,00783u; mLi = 6,01513u; mX = 4,00260u Đây là phản ứng toả năng lượng hay thu năng lượng? Tại sao?

c) Tính năng lượng toả ra hay thu vào của phản ứng Cho u=931MeV/c2

d) Cho biết proton có động năng 5,45 MeV bắn phá hạt nhân Be đứng yên, hạt nhân Li bay ra với động năng 3,55 MeV Tìm động năng của hạt X bay ra

Bài 8.64 Bắn hạt  có động năng 4MeV vào hạt nhân 14N

7 đứng yên thì thu được một hạt proton và một hạt nhân X Cho m α 4,0015u; mX = 16,9947u; mN = 13,9992u; mP = 1,0073u; u = 931MeV/c2

a) Tìm hạt nhân X và tính xem phản ứng đó là phản úng toả ra hay thu vào bao nhiêu MeV?

b) Giả sử hai hạt sinh ra có cùng độ lớn vận tốc, tính động năng và vận tốc của proton

Bài 8.65 Người ta dùng nơtron có động năng 1,6MeV bắn vào hạt nhân Beri 7Be

4 đứng yên thu được 2 hạt giống nhau có cùng động năng

a) Viết phương trình phản ứng và xác định nguyên tố được tạo thành sau phản ứng

b) Tính động năng của mỗi hạt

c) Phản ứng là toả hay thu năng lượng? Tính năng lượng đó

Cho mN = 1,0075u; mBe = 7,0152u;m α 4,0015uvới u là đơn vị khối lượng nguyên tử u = 1,6605.10-27kg = 931MeV/c2

Bài 8.66 Dùng hạt proton bắn phá hạt nhân 23Na

11 tạo ra hạt nhân  và hạt nhân X

a) Viết phương trình phản ứng và gọi tên hạt nhân X

b) Tính năng lượng toả ra hay thu vào của phản ứng?

c) Nếu hạt proton có động năng là KP  3 , 5 MeV và hạt nhân 23Na

11 đứng yên thì vận tốc  của hạt và hạt nhân X có cùng độ lớn Hãy xác định động năng của hạt X Cho biết mNa = 22,98373u; mP = 1,007276u; m α 4,001506u; mX = 19,98695u; 1u = 931MeV/c2

Áp dụng ĐLBTNL và ĐLBTĐL

Bài 8.67 Người ta dùng một proton bắn phá hạt nhân beri Hai hạt sinh ra là Hêli và X

1H  4Be  2He X 

1 Viết đầy đủ phản ứng hạt nhân trên

2 Biết rằngBe đứng yên, proton có động năng KH=5,45MeV; Hêli có vận tốc vuông góc với vận tốc của proton và có động năng KHe=4MeV Tính động năng hạt X

3 Tính năng lượng mà phản ứng tỏa ra Cho rằng độ lớn của khối lượng của một hạt nhân (đo bằng u) xấp xỉ bằng số khối A

ĐH KTQD – 1999 + Đề 39(3) – Bộ đề TSĐH

Bài 8.68 Dưới tác dụng của bức xạ gamma  hạt nhân của các đồng vị bền của Beri 49Be và của cácbon 126C

có thể tách thành các hạt nhân Hêli 24He và sinh hoặc không sinh các hạt khác kèm theo

1 Viết phương trình phản ứng của các biến đổi đó

2 Xác định tần số tối thiểu của các lượng tử  để thực hiện được các phản ứng đó Cho khối lượng hạt nhân: 49Be  9,01219 u;126C  12,00 u; 24He  4,001506 u ; 01n  1, 00867 u; u=1,66055.10

-27kg=931,5MeV/c2 và h=6,625.10-34 Js; c=3.108 m/s

Đề 50(3) – Bộ đề TSĐH

Bài 8.69 Cho các hạt  có động năng E = 4MeV va chạm với các hạt nhân nhôm 1327Al đang đứng yên Sau va chạm có hai loại hạt được sinh ra là hạt nhân X và notron Hạt notron sinh ra có phương chuyển động vuông góc với phương chuyển động của các hạt 

a) Viết phương trình phản ứng hạt nhân nói trên Phản ứng này thu hay tỏa nhiệt?

b) Tính động năng của hạt nhân X và động năng của notron được sinh ra sau phản ứng Cho biết khối lượng các hạt nhân m =4,0015u; mAl=26,974u; mX=29,970u; mn=1,0087u

CĐSP HN - 1999

Bài 8.70 Cho các hạt  có động năng K 4MeV va chạm với các hạt nhân 27Al

13 Sau phản ứng có 2 loại hạt được sinh ra là hạt nhân X và nơtron Hạt nơtron sinh ra có phương vuông góc với phương chuyển động của các hạt nhân 

a) Viết phương trình phản ứng hạt nhân nói trên Phản ứng này là toả hay thu năng lượng?

b) Tính động năng của hạt nhân X và động năng của nơtron sinh ra sau phản ứng Cho biết khối lượng các hạt nhân m α 4,0015u; mX=29,970u; mAl=26,794u; mn=1,0087u; 1u=931MeV/c2

Bài 8.71 Một hạt  có động năng W = 4MeV bắn vào một hạt nhân nito đứng yên, gây phản ứng

14 1

7N 1H X

1 Xác định hạt nhân X

2 Tìm năng lượng của phản ứng hạt nhân

3 Hai hạt sinh ra có cùng động năng :

a) Tìm vận tốc mỗi hạt

b) Tìm góc tạo bởi hai hạt bay ra sau phản ứng

Cho mp=1,0073u; mN=14,003074u; mX=16,999133u; mHe=4,001506u; 1uc2=931MeV

ĐH Ngoại Thương TPHCM – 1998

Bài 8.72 Hạt  có động năng k  7 , 7 MeV đến đập vào hạt nhân 14N

7 gay nên phản ứng:

X P

N  

147 11



a) Xác định số proton và số nơtron của X

b) Phản ứng này toả ra hay thu bao nhiêu năng lượng

c) Biết vận tốc của proton bắn ra có phương vuông góc với vận tốc hạt  Hãy tính động năng và vận tốc của hạt nhân X

Cho m α 4,0015u; mX = 16,9947u; mN = 13,9992u; mP = 1,0073u; u=931MeV/c2; 1eV = 1,6.10-19J

Bài 8.73 Người ta dùng proton bắn phá hạt nhân 9Be

4 đứng yên Phản ứng cho ta hạt  và hạt nhân X

a) Viết phương trình đầy đủ của hạt nhân trên

b) Biết động năng của proton là KP  5 , 45 MeV ,của hạt  là 4MeV, vận tốc của proton và vận tốc của  vuông góc với nhau Tính vận tốc và động năng của hạt nhân X

c) Tính năng lượng toả ra của phản ứng

Coi khối lượng của một hạt nhân (đo bằng đơn vị u) xấp xỉ bằng số khối A của nó và 1u = 1,66.10-27kg = 931MeV/c2

Bài 8.74 Người ta dùng hạt  bắn phá hạt nhân 9Be

4 đứng yên Phản ứng cho ta hạt n và hạt nhân X

a) Tìm hạt nhân X

b) Phản ứng trên là toả năng lượng hay thu năng lượng? Tính năng lượng đó?

c) Tính động năng của các hạt sinh ra theo động năng của hạt  Biết rằng các hạt sinh ra có cùng vận tốc