3 phản ứng hạt nhân và các định luật bảo toàn

Các hạt nhân sản phẩm bền hơn các hạt nhân tương tác B.. Tổng độ hụt các hạt tương tác nhỏ hơn tổng độ hụt khối các hạt sản phẩm C.. Tổng khối lượng các hạt tương tác nhỏ hơn tổng khối

Câu 1: Chọn đúng Xét phóng xạ: Z A Y → β+ +

X

X A

Z X Trong đó ZXvà AX là:

A ZX =Z -1 và AX = A

B ZX =Z-2 và AX =A-2

C ZX=Z -2 và AX =A-4

D ZX =Z +1 và AX =A

· Câu 2: 23892 U sau một loạt phóng xạ biến đổi thành chì 20682 Pb, hạt sơ cấp và hạt anpha Phương trình biểu diẽn biến đổi:

A. 238

92 U→206

82 Pb+6+201e

B. 23892 U→206

82 Pb+8+601e

C. 238

92 U→206

82 Pb+4+0

1e



D. 238

92 U→206

82 Pb++01e

Câu 3: Chọn trả lời đúng: Phương trình phóng xạ: 1737Cl + Z A X →n+1837Ar Trong đó Z, A là:

A Z = 1; A = 1

B Z = 1; A = 3

C Z = 2; A = 3

D Z = 2; A = 4

Câu 4: Tìm giá trị x và y trong phản ứng hạt nhân 226

88 Ra→+x

y Rn

A x = 222;y = 84

B x = 222;y = 86

C x = 224; y = 84

D x = 224;y = 86

Câu 5: Hạt nhân234

92U phóng xạ phát ra hạt , phương trình phóng xạ là:

A. 23492U →+232

92 U

B. 23492U → +230

90 Th

C. 234

92U →+230

90 U

D 23492U →42He+88232Th

Câu 6: Xác định ký hiệu hạt nhân nguyên tử X của phương trình: 42He+1327Al →1530P +X

A. 10n

B. 1124Na

C. 23

11Na

D. 24

10Ne

Câu 7: Khi nói về phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng, điều nào sau đây là sai?

A Các hạt nhân sản phẩm bền hơn các hạt nhân tương tác

B Tổng độ hụt các hạt tương tác nhỏ hơn tổng độ hụt khối các hạt sản phẩm

C Tổng khối lượng các hạt tương tác nhỏ hơn tổng khối lượng các hạt sản phẩm

D Tổng năng lượng liên kết của các hạt sản phẩm lớn hơn tổng năng lượng liên kết của các hạt tương tác

Câu 8: Phản ứng sau đây không phải là phản ứng hạt nhân nhân tạo

A. 238

92 U→ 4

2He+234

90 Th

B 1327Al + →30

15P +10n

C. 4

2He+14

7 N→17

8 O +11H

D. 238

92 U +1

0n→239

92U

Câu 9: Khi một hạt nhân nguyên tử phóng xạ lần lượt một

tia  rồi một tia

thì hạt nhân nguyên tử sẽ biến đổi như thế nào?

A Số khối giảm 4, số prôtôn giảm 1

B Số khối giảm 4, số prôtôn giảm 2

C Số khối giảm 4, số prôtôn tăng 1

D Số khối giảm 2, số prôtôn giảm 1

Câu 10: Bom nhiệt hạch dùng làm phản ứng D + T → He + n + 18MeV Nếu có một kmol He tạo thành thì

năng lượng tỏa ra là:(khối lượng nguyên tử đã biết)

A 23,5.1014 J

B 28,5.1014 J

C 25,5.1014 J

D 17,34.1014 J

Câu 11: Pôlôni phóng xạ biến thành chì theo phản ứng: 21084 Po→+206

82 PbBiết mPo =209,9373u; mHe = 4,0015u; mPb =205,9294u Năng lượng cực đại tỏa ra ở phản ứng trên là:

A 95,4.10-14 J

B 86,7.10-14 J

C 5,93.10-14 J

D 106,5.10-14 J

Câu 12: Tính năng lượng tỏa ra khi có 1 mol U235 tham gia phản ứng: 235 1 1 94 139

92U0n30n36Kr56 Ba Cho biết: mU = 235,04 u, mKr = 93,93 u; mBa = 138,91 u; mn = 1,0063 u; 1u = 1,66.10-27kg

A 1,8.1011 kJ

B 0,9.1011 kJ

C 1,68.1010 kJ

D 1,1.109 KJ

Câu 13: Một hạt nhân có khối lượng m = 5,0675.10-27kg đang chuyển động với động năng 4,78MeV Động lượng của hạt nhân là

A 2,4.10-20 kg.m/s

B 3,875.10-20 kg.m/s

C 8,8.10-20 kg.m/s

D 7,75.10-20 kg.m/s

Câu 14: Bom nhiệt hạch dùng phản ứng: D + T →  + n Biết khối lượng của các hạt nhân D, T và a lần lượt

là mD = 2,0136u, mT = 3,0160u, m = 4,0015u và mn = 1,0087u; 1u = 931 (MeV/c2) Năng lượng toả ra khi 1 kmol heli được tạo thành là

A 1,09 1025 MeV

B 1,74 1012 kJ

C 2,89 1015 kJ

D 18,07 MeV

Câu 15: Cho hạt  bắn phá vào hạt nhân nhôm 27

13Al đang đứng yên, sau phản ứng sinh ra hạt nơtron và hạt

nhân X Biết ma =4.0015u, mAl = 26,974u, mX = 29,970u, mn = 1,0087u, 1uc2 = 931MeV Phản ứng này toả hay thu bao nhiêu năng lượng? Chọn kết quả đúng?

A Toả năng lượng 2,9792MeV

B Toả năng lượng 2,9466MeV

C Thu năng lượng 2,9792MeV

D Thu năng lượng 2,9466MeV

Câu 16: Một prôtôn có động năng Wp=1,5Mev bắn vào hạt nhân 7

3Li đang đứng yên thì sinh ra 2 hạt X có bản chất giống nhau và không kèm theo bức xạ gammA Tính động năng của mỗi hạt X? Cho mLi=7,0144u;

mp=1,0073u; mX=4,0015u; 1uc2=931Mev

A 9,4549Mev

B 9,6 Mev

C 9,7 Mev

D 4,5 Mev

Câu 17: Tính năng lượng tối thiểu cần thiết để tách hạt nhân Oxy (O16) thành 4 hạt anpha Cho khối lượng của

các hạt: mO = 15,99491u; m = 4,0015u và 1u = 931 MeV/c2

A 10,32477 MeV

B 10,32480 MeV

C 10,32478 MeV

D 10,33 MeV

Câu 18: Để phản ứng12

6 C + →34

2He có thể xảy ra, lượng tử γ phải có năng lượng tối thiểu là bao nhiêu? Cho biết mC = 11,9967u; m = 4,0015u; 1u.1c2 = 931MeV

A 7,50 MeV

B 7,44 MeV

C 7,26 MeV

D 8,26 MeV

Câu 19: Hạt nhân 226

88 Ra ban đầu đang đứng yên thì phóng ra hạt  có động năng 4,80MeV Coi khối lượng mỗi hạt nhân xấp xỉ với số khối của nó Năng lượng toàn phần tỏa ra trong sự phân rã này là

A 4,89 MeV

B 4,92 MeV

C 4,97 MeV

D 5,12 MeV

Câu 20: Hạt  có động năng K = 3,51MeV bay đến đập vào hạt nhân Al đứng yên gây ra phản ứng1327Al

+ →30

15P +X Giả sử hai hạt sinh ra có cùng động năng Tìm vận tốc của hạt nhân photpho và hạt nhân X Biết

rằng phản ứng thu vào năng lượng 4,176.10-13J Có thể lấy gần đúng khối lượng của các hạt sinh ra theo số khối

mp = 30u và mX = 1u

A Vp = 7,1.105m/s; VX = 3,9.105m/s

B Vp = 7,1.106m/s; VX = 3,9.106m/s

C Vp = 1,7.106m/s; VX = 9,3.106m/s

D Vp = 1,7.105m/s; VX = 9,3.105m/s

Câu 21: Hạt 210Po phóng xạ  giải phóng 10 MeV Tính tốc độ của hạt  và hạt nhân con

A 2,18.107 m/s và 0,24.106 m/s

B 2,17.107 m/s và 0,42.106 m/s

C 2.107 m/s và 0,24.106 m/s

D 2,18.107 m/s và 0,54.106 m/s

Câu 22: Cho một proton có động năng Kp = 2,5MeV bắn phá hạt nhân 73Li đang đứng yên Biết mp = 1,0073u;

mLi =7,01442u; mX = 4,0015u; 1u = 931,5MeV/c2 Sau phản ứng xuất hiện hai hạt X giống hệt nhau có cùng động năng và hợp với phương chuyển động của proton một góc  như nhau Coi phản ứng không kèm bức xạ

Giá trị của  là:

A 39,450

B 41,350

C 78,90

D 82,70

Câu 23: Xét phản ứng: A → B +  Hạt nhân mẹ đứng yên, hạt nhân con và hạt  có khối lượng và động năng lần lượt là mB , WB , m và W Tỉ số giữa WB và W

A mB / m

B 2 m / mB

C m / mB

D 4 m / mB

Câu 24: Người ta dùng prôton bắn phá hạt nhân Bêri đứng yên Hai hạt sinh ra là Hêli và X Biết prton có động

năng K= 5,45 MeV, Hạt Hêli có vận tốc vuông góc với vận tốc của hạt prôton và có động năng KHe= 4 MeV Cho rằng độ lớn của khối lượng của một hạt nhân (đo bằng đơn vị u) xấp xỉ bằng số khối A của nó Động năng của hạt X bằng

A 6,225 MeV

B 1,225 MeV

C 4,125 MeV

D 3,575 MeV

Câu 25: Nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện 182.107 W, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân U235 với hiệu suất 30% Trung bình mỗi hạt U235 phân hạch toả ra năng lượng 200 MeV Trong 365 ngày hoạt động nhà máy tiêu thụ một khối lượng U235 nguyên chất là

A 2333 kg

B 2461 kg

C 2362 kg

D 2263 kg

ĐÁP ÁN & LỜI GIẢI CHI TIẾT

Câu 1: A

xét phóng xạ ta thấy:

ZX =Z -1 và AX = A

Câu 2: B

Gọi x và y là số hạt 4

2He và 01e trong phản ứng Phương trình phản ứng

Áp dụng đl bảo toàn điện tích và số khối

238= 206+4x

92=82+2x-y

nễn=8 và y= 6

Phương trình có dạng

238

92 U→206

82 Pb+8+601e

Câu 3: A

Phương trình phóng xạ:

Trong đó Z, A là: Z = 1; A = 1

Câu 4: B

Trong phản ứng hạt nhân

226

88 Ra→ +x

y Rn

=> x = 222;y = 86

Câu 5: B

phương trình phóng xạ là: 234

92 U →+230

90 Th

Câu 6: A

từ phương trình ta thấy X là 1

0n

Câu 7: C

phát biểu sai là: Tổng khối lượng các hạt tương tác nhỏ hơn tổng khối lượng các hạt sản phẩm

Câu 8: D

phản ứng không phải là phản ứng hạt nhân nhân tạo:

238

92 U +1

0n→239

92U

Câu 9: A

Khi một hạt nhân nguyên tử phóng xạ lần lượt một

tia  rồi một tia 

thì hạt nhân nguyên tử sẽ biến đổi :

số khối giảm 4, số prôtôn giảm 1

Câu 10: D

1 Kmol He có 6,02.1026 nguyên tử He

năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1 nguyên tử He là 18 MeV

=> năng lượng tỏa ra khi có 1 Kmol He là:

6,02.1026.18 = 1,0836.1028 MeV = 17,34.1014 J

Câu 11: A

Năng lượng cực đại tỏa ra ở phản ứng là:

Q = (209,9373 – 4,0015 – 205,9294).931,5

= 5,9616 MeV = 95,4.10-14 J

Câu 12: C

1 mol U235 có 6,02.1023 nguyên tử

Mà mỗi nguyên tử U235 tham gia phản ứng tỏa ra

Q = (235,04 + 1,0063 - 93,93- 138,91 -3.1,0063) 1,66.10-27.(3.108)²

= 2,8.10-11 J

Khi đó 1 mol U235 tham gia phản ứng tỏa ra 6,02.1023

Q = 1,68.1010 kJ

Câu 13: C

Động lượng của hạt nhân là:

P² = 2m.Wđ = 2.5,0675.10-27.4,78.1,6.10-13 = 7,75.10-39

=>P = 8,8.10-20kg.m/s

Câu 14: B

1 kmol heli có 6,02.1026 nguyên tử He

Năng lượng tỏa ra khi 1 He đc tạo thành là:

Q = (2,0136 + 3,0160- 4,0015 - 1,0087).931

= 18,0614 MeV

=> Năng lượng toả ra khi 1 kmol heli được tạo thành là 6,02.1026

.Q = 1,74 1012 kJ

Câu 15: C

Ta có Q = (mAl + mα– mX- mn).c²

= (26,974+ 4,0015- 29,970- 1,0087).931

= -2.9792 MeV

=>Thu năng lượng 2,9792MeV

Câu 16: A

Ta có Wt = (mLi+ mP - 2mα)c²

= (7,0144 + 1,0073 – 2.4,0015).931

= 17,4097 MeV

=> Wp + Wt + WLi = 2.W => W = 9,4549 Mev

Câu 17: D

Năng lượng tối thiểu cần thiết để tách hạt nhân Oxy (O16)

thành 4 hạt anpha là:

Q = (4.4,0015 – 15,9949).931 = 10,33 MeV

Câu 18: C

Để phản ứng xảy ra thì lượng tử γ phải có năng lượng tối thiểu:

Q = (mC – 3 m ).c²

= ( 3.4,0015- 11,9967).931 = 7,26 MeV

Câu 19: A

Ta có : + = = => P = Px

=> 4.K = 222.Kx => Kx= 4.4,8/222 = 16/185 MeV

=>KRa + Wt = Kx+ K => Wt = 4,89 MeV

=> Năng lượng toàn phần tỏa ra trong sự phân rã này là

4,89 MeV

Câu 20: C

Ta có K + KAl = Wthu+ KP+ Kx Mà KP = Kx

=> KP = Kx = 0,45 MeV

=> Vp = √(2Kp/mp) = c.√(2.0,45/931,5.30)

= 3.108.√(2.0,45/931,5.30) = 1,7.106

m/s

=> Vx = 3.108.√(2.10,45/931,5) = 9,3.106

m/s

Câu 21: B

Ta có 4K = 206Kx và 10 = K + Kx

=>K = 206/21 MeV , Kx = 4/21 MeV

=>V = 2,17.107 m/s, Vx = 0,42.106 m/s

Câu 22: D

Ta có Wtỏa = (mp+ mLi – 2mx).c² = 17,43768 MeV

=>Kp + Wtỏa = 2Kx => Kx = 9,969 MeV

Khi đó cosφ = Pp²/2.Px.Pp = Pp/2Px = √Kp/ 2.√(4.Kx) = 0,125 => φ = 82,70

Câu 23: C

Vì hạt nhân mẹ đứng yên nên: P = PB

=> m W = mB WB => WB / W = m/ mB

Câu 24: D

ta có = +

Mà hạt Hêli có vận tốc vuông góc với vận tốc của hạt prôton

=> = +

=> 6 = + 4 = 21,45 => = 3,575 MeV

Câu 25: A

Do hiệu suất sử dụng năng lượng là 30% Nên năng lượng toàn phần mà phản ứng phân hạch Urani cần cung cấp trong 365 ngày là:

Khi đó số nguyên tử Urani cần phân hạch là:

=> m = N.A/NA = 2333Kg