Khóa học LTðH - Vật Lí –Thầy ðặng Việt Hùng Bài tập phản ứng hạt nhân (phần 2) BÀI TẬP PHẢN ỨNG HẠT NHÂN – Phần (TÀI LIỆU BÀI GIẢNG) Giáo viên: ðẶNG VIỆT HÙNG DẠNG BÀI TOÁN ðỘNG NĂNG, VẬN TỐC TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Ví dụ 1: Cho phản ứng hạt nhân: 94 Be + 11 H → X + 63 Li a) Biết mBe = 9,01219u; mP = 1,00783u; mLi = 6,01513u; mX = 4,00260u ðây phản ứng toả lượng hay thu lượng? Tại sao? b) Tính lượng toả hay thu vào phản ứng Cho 1u = 931,5 MeV/c2 c) Cho biết proton có động 5,45 MeV bắn phá hạt nhân Be ñứng yên, hạt nhân Li bay với động 3,55 MeV Tìm động hạt X bay ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 2: Bắn hạt nhân α có động 18 MeV vào hạt nhân 14 N ñứng yên ta có phản ứng 17 α +14 →8 O + p Biết hạt nhân sinh véc tơ vận tốc Cho mα = 4,0015u; mP = 1,0072u; mN = N 13,9992u; mO = 16,9947u; 1u = 931 MeV/c2 ðộng hạt prôtôn sinh có giá trị bao nhiêu? ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ð/s : Kα = 3,26 MeV KO = 13,66 MeV Ví dụ 3: Dùng prơton có động Kp = 5,58 MeV bắn phá hạt nhân 11Na ñứng yên sinh hạt α X Coi phản ứng không kèm theo xạ γ Phản ứng thu hay tỏa lượng Tính lượng Biết ñộng hạt α Kα = 6,6MeV Tính ñộng hạt nhân X? ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 4: Bắn hạt α có động MeV vào hạt nhân 14N đứng n thu hạt prôton hạt nhân X a) Viết phương trình phản ứng, nêu cấu tạo hạt nhân X tính xem phản ứng tỏa hay thu vào lượng? b) Giả sử hai hạt sinh có tốc độ, tính động tốc độ prơton? Cho biết mα = 4,0015u; mX = 16,9947u; mN = 13,9992u; mp = 1,0073u; 1u = 931 MeV/c2; c = 3.108 m/s ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Hocmai.vn – Ngơi trường chung học trị Việt Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa học LTðH - Vật Lí –Thầy ðặng Việt Hùng Bài tập phản ứng hạt nhân (phần 2) Ví dụ 5: Hạt α có động Kα = 7,7 MeV ñến ñập vào hạt nhân 14 N gay nên phản ứng α + 147 N → 11 p + X a) Xác ñịnh số proton số nơtron X? b) Phản ứng toả hay thu lượng? c) Biết vận tốc proton bắn có phương vng góc với vận tốc hạt α Tính động vận tốc hạt nhân X? Cho mα = 4,0015u; mX = 16,9947u; mN = 13,9992u; mP = 1,0073u; 1u = 931 MeV/c2; 1eV = 1,6.10–19 J ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 6: Cho hạt α có động Kα = MeV va chạm với hạt nhân 27 13 Al Sau phản ứng có loại hạt sinh hạt nhân X nơtron Hạt nơtron sinh có phương vng góc với phương chuyển động hạt nhân α a) Viết phương trình phản ứng hạt nhân nói Phản ứng toả hay thu lượng? Tính lượng lượng b) Tính động hạt nhân X động nơtron sinh sau phản ứng? Cho biết khối lượng hạt nhân mα = 4,0015u; mX = 29,970u; mAl = 26,794u; mn = 1,0087u; 1u = 931,5 MeV/c2 ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 7: (Trích ðề thi ðại học 2010) Dùng prơtơn có động 5,45 MeV bắn vào hạt nhân 94 Be ñang ñứng yên Phản ứng tạo hạt nhân X hạt α Hạt α bay theo phương vng góc với phương tới prơtơn có động MeV Khi tính động hạt, lấy khối lượng hạt tính theo đơn vị khối lượng ngun tử số khối chúng Năng lượng tỏa phản ứng bằng? ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ð/s: 2,125 MeV Ví dụ 8: (Trích ðề thi ðại học 2010) Bắn prơtơn vào hạt nhân 73 Li đứng n Phản ứng tạo hai hạt nhân X giống bay với tốc ñộ theo phương hợp với phương tới prơtơn góc 600 Lấy khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u số khối Tỉ số tốc độ prơtơn tốc độ hạt nhân X bao nhiêu? ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ð/s: vp vX = Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa học LTðH - Vật Lí –Thầy ðặng Việt Hùng Bài tập phản ứng hạt nhân (phần 2) Ví dụ 9: Người ta dùng proton bắn phá hạt nhân 94 Be ñứng yên Phản ứng cho ta hạt α hạt nhân X a) Biết ñộng proton Kp = 5,45 MeV, hạt α MeV, vận tốc proton vận tốc α vng góc với Tính vận tốc động hạt nhân X b) Tính lượng toả phản ứng? (coi khối lượng hạt nhân (ño ñơn vị u) xấp xỉ số khối A 1u = 1,66.10–27 kg = 931,5 MeV/c2) ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 10: Người ta dùng hạt α bắn phá hạt nhân 94 Be ñứng yên Phản ứng cho ta hạt n hạt nhân X a) Phản ứng toả lượng hay thu lượng? Tính lượng đó? b) Tính động hạt sinh theo ñộng hạt α? Biết hạt sinh có vận tốc c) Tính ñộng hạt α biết vận tốc hạt α hạt nơtron vng góc với nhau? Lấy khối lượng hạt nhân số khối (tính theo đơn vị u), 1u = 931,5 MeV/c2 ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 11: Dùng hạt proton bắn phá hạt nhân 23 11 Na tạo hạt nhân α hạt nhân X a) Tính lượng toả hay thu vào phản ứng? b) Nếu hạt proton có động Kp = 3,5 MeV hạt nhân 23 11 Na đứng n vận tốc hạt α hạt nhân X có độ lớn Hãy xác ñịnh ñộng hạt X? Cho biết mNa = 22,98373u; mP = 1,007276u; mα = 4,00156u; mX = 19,98695u; 1u = 931,5 MeV/c2 ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 12: Người ta dùng nơtron có ñộng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân Beri 74 Be đứng n thu hạt giống có động a) Tính động hạt? b) Phản ứng toả hay thu lượng? Cho mN = 1,0075u; mBe= 7,0152u; mα = 4,0015u, với 1u = 1,6605.10–27kg = 931,5 MeV/c2 ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Hocmai.vn – Ngơi trường chung học trị Việt Tổng ñài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa học LTðH - Vật Lí –Thầy ðặng Việt Hùng Bài tập phản ứng hạt nhân (phần 2) Ví dụ 13: Một proton có động Kp = 1,46 MeV bắn vào hạt nhân 73 Li ñang ñứng yên Hai hạt X sinh giống có động a) Phản ứng thu hay toả lượng? Năng lượng có phụ thuộc vào KP hay không? b) Giả sử phản ứng hạt nhân tiếp diễn thời gian lượng khí tạo 10 cm3 điều kiện tiêu chuẩn Tính lượng ñã toả hay thu vào theo ñơn vị kJ c) Tính động hạt X sinh ra? ðộng có phụ thuộc vào Kp hay khơng? d) Tính góc hợp vectơ vận tốc hạt X sau phản ứng? Cho biết: mLi = 7,0142u; mP = 1,0073u; mX = 4,0015u; 1u = 931,5MeV; NA= 6,023.1023; e = 1,6.10–16C ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ð/s : KX = 9,3464 MeV; góc 168,50 Ví dụ 14: Dùng hạt proton có động Kp = 5,58 MeV bắn phá hạt nhân 23 11 Na tạo hạt nhân α hạt nhân X khơng kèm xạ gamma γ a) Tính lượng toả hay thu vào phản ứng? b) Biết ñộng hạt α Kα = 6,6 MeV Xác định động hạt X? c) Tính góc hợp phương chuyển động hạt α hạt proton? Cho biết mNa = 22,9850u; mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mX = 19,9869u; 1u = 931,5 MeV/c2 ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… Ví dụ 15: Một proton có động Kp = MeV bắn phá hạt nhân 73 Li đứng n sinh phản ứng tạo thành hai hạt X có chất giống không kèm theo xạ γ a) Viết phương trình phản ứng cho biết phản ứng toả hay thu lượng? b) Tính ñộng hạt X tạo ra? c) Tính góc phương chuyển động hai hạt X? Biết chúng bay ñối xứng với qua phương tới proton Cho biết mLi = 7,0144u; mP = 1,0073u; mX = 4,0015u; 1u = 931 MeV/c2, cos85,270 = 0,0824 ………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………… Giáo viên : ðặng Việt Hùng Nguồn : Hocmai.vn Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | - ... ………………………………………………………………………………………………………………………… ð/s: vp vX = Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 5 8-5 8-1 2 - Trang | - Khóa học LTðH - Vật Lí –Thầy ðặng Việt Hùng Bài tập phản ứng... ………………………………………………………………………………………………………………………… Hocmai.vn – Ngơi trường chung học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 5 8-5 8-1 2 - Trang | - Khóa học LTðH - Vật Lí –Thầy ðặng Việt Hùng Bài tập phản ứng... ……………………………………………………………………………………………………………………… Giáo viên : ðặng Việt Hùng Nguồn : Hocmai.vn Hocmai.vn – Ngơi trường chung học trị Việt Tổng ñài tư vấn: 1900 5 8-5 8-1 2 - Trang | -