Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 13 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
13
Dung lượng
702,93 KB
Nội dung
Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Chủ đề PHẢNỨNGHẠTNHÂN I CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN CẦN NHỚ a) Phảnứnghạtnhân trình dẫn đến biến đổi hạtnhânPhảnứnghạtnhân thường chia làm hai loại: Phảnứng tự phân rã hạtnhân khơng bền thành hạt khác Ví dụ: phóng xạ: A B + C, với A hạtnhân mẹ, B hạtnhân con, C hạt , Phảnứnghạtnhân tương tác với nhau, dẫn đến biến đổi chúng thành hạt khác Dạng phương trình tổng quát là: A+BC+D b) Các định luật bảo toàn phảnứnghạtnhân + Định luật bảo tồn số nuclơn (số khối A): phảnứnghạt nhân, tổng số nuclôn hạt tương tác tổng số nuclôn hạt sản phẩm + Định luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số điện tích hạt tương tác tổng đại số điện tích hại sản phẩm + Định luật bảo toàn lượng toàn phần: Tổng lượng toàn phầnhạt tương tác tổng lượng toàn phầnhạt sản phẩm Năng lượng toàn phầnhạt bao gồm lượng nghỉ động hạt: W - m0c2 + Wđ + Định luật bảo toàn động lượng: Vectơ tổng động lượng hạt tương tác vectơ tổng động lượng hạt sản phẩm c) Trong phảnứnghạt nhân, tổng khối lượng hạtnhân tham gia phảnứng (mtrước) khác tổng khối lượng hạt tạo thành (msau ) Nếu mtruớc > msau (hay độ hụt khối hạt tạo thành lớn độ hụt khối hạtnhân tham gia phản ứng) phảnứng toả lượng, ngược lại mtrước < msau phảnứnghạtnhân thu lượng Năng lượng toả phảnứnghạtnhân là: Wtoả = (mtrước < msau)c2 d) Có hai loại phảnứnghạtnhân toả lượng: + Phảnứngphân hạch: Một hạtnhân nặng hấp thụ nơtron chậm vỡ thành hai hạt trung 235 U: bình, với số nơtron Ví dụ phảnứngphân hạch 92 235 U 92 236 10 n 92 U AZ X A' Y k10n 200MeV Z' A A' số khối có giá trị trung bình (vào khoảng từ 80 đến 160), k số hạt nơtron trung bình lại sau phân hạch gọi hệ số nhân nơtron + Nếu phân hạch tiếp diễn liên tiếp thành dây chuyền ta có phảnứngphân hạch dây chuyền, số phân hạch tăng lên nhanh thời gian ngắn có lượng lớn toả Phảnứngphân hạch có phải phảnứng dây chuyền hay khơng tuỳ thuộc hệ số nhân nơtron k k < 1: không xảy phảnứng dây chuyền k = 1: phảnứng dây chuyền xảy ra, điểu khiển (kiểm soát được) k > 1: phảnứng khơng kiểm sốt Ngoài ra, khối lượng 235U phải đạt giá trị tối thiểu gọi khối lượng tới hạn mth Với 235u mth cỡ 15kg + Phảnứng nhiệt hạch phảnứng xảy hai hạtnhân nhẹ kết hợp với thành hạtnhân nặng Ví dụ: H 13 H 42 He 10 n 17,6MeV Phảnứng xảy nhiệt độ cao, nên gọi phảnứng nhiệt hạch Con người thực phảnứng dạng khơng kiểm sốt So với phảnứngphân hạch, phảnứng nhiệt hạch toả lượng lớn nhiều với khối lượng nhiên liệu II PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN CƠ BẢN (tự luận trắc nghiệm) Dạng BÀI TẬP VỀ PHƯƠNG TRÌNH PHẢNÚNGHẠTNHÂN A PHƯƠNG PHÁP GIẢI Để viết phương trình xác định hạt có phảnứnghạt nhân, ta cần vận dụng A A A A định luật bảo toàn nuclơn bảo tồn điện tích Ví dụ phương trình Z X1 Z X Z X Z X , ta có: A1 A2 A3 A4 Z1 Z2 Z3 Z4 Cần lưu ý phảnứnghạt nhân, có số hạt khơng phải hạtnhân viết phương trình, ta coi chúng có vai trò hạtnhân với số A, Z cụ thể, A 0; Z nhận giá trị âm Ví dụ hạt nơtron: 10 n ; protôn: 11 p , electron : 01 e ; pôZitrôn: 10 e ; phơtơn: … B BÀI TẬP VÍ DỤ Ví dụ Khi 238 U 92 bị bắn phá nơtron chậm, hạtnhân hấp thụ hạt nơtron sau phát hai hạt Kết tạo thành hạtnhân nào? Hướng dẫn giải - 238 U AZ X 2 với nơtron có số khối 1, điện tích Theo giả thiết ta có phương trình: n 92 hạt - có điện tích -1 số khối 0: n 238 92 U ZA X 01 e Áp dụng định luật bảo toàn số khối bảo tồn điện tích ta có: A = + 238 = 239; Z - = + 92 Z = 94 Đó hạtnhân Ví dụ Thôri 232 Th 90 239 Pu 94 sau số phóng xạ - biến thành đồng vị bền chì 208 Pb 82 Số phóng xạ số phóng xạ q trình biến đổi bao nhiêu? Hướng dẫn giải Gọi x số lần phóng xạ y số lần phóng xạ Phương trình biểu diễn trình biến đổi là: 232 Th 90 208 82 Pb x 42 He y 01e Áp dụng định luật bảo toàn số khối bảo tồn điện tích ta có: 232 = 208 + 4x 90 = 82 + 2x - y Giải hệ ta tìm được: x = 6; y = Ví dụ Viết đầy đủ phương trình phảnứng sau: T X n 24 He 23 Na 11 (1) p 24 He X (2) 235 n 92 U 95 Y 138 I xn 39 Z (3) Hướng dẫn giải http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Thay n 10 n , X A X Z - Đối với phương trình (1): + A = + 4; + Z = + A = 2; Z = 1; X hạtnhân đơteri: 12 D - Đối với phương trình (2): 23 + = + A; 11 + = + Z A = 20; Z = 10; X hạtnhân 20 Ne 10 - Đối với phương trình (3): + 235 = 95 +138 + x x = 3; Z = 92 - 39 = 53 Ví dụ Dùng hạt đơteri để bắn phá hạtnhân thể phảnứng trên? 23 Na 11 , ta thu đồng vị phóng xạ A 23 Na 11 24 12 H 11 Na 01 e B 23 Na 11 24 12 H 11 Na 11 H C 23 Na 11 24 12 H 11 Na 10 e D 23 Na 11 24 12 H 11 Na 10 n 24 Na 11 Phương trình Hướng dẫn chọn đáp án Các phương trình nêu phương án A, D khơng thỏa mãn định luật bảo tồn điện tích, phương trình nêu phương án C không thoả mãn định luật bảo toàn số khối nên sai Chọn B C BÀI TẬP ƠNLUYỆN 6.1 Cho phảnứnghạtnhân prơtơn, nơtron 235 U 92 n 95 Mo X 2n 7e Hạt X phảnứng có 42 6.2 Dùng hạt bắn phá hạtnhân nhôm 27 Al 13 người ta thu nơtron nhân X Biết hạtnhân X sinh khơng bền vững mà có tính phóng xạ tạo thành hạtnhân Si Hãy xác định số prôtôn số nuclôn hạtnhân Si + 6.3 Hạt X tạo thành phảnứnghạtnhân *A 42 He B 63 Li 19 F p 16 O X C 13 T D n C 6.4 Hạtnhân X tham gia phảnứng X + n 12 A 73 Li *B 94 Be 6.5 Dùng prôtôn bắn phá hạtnhânnhân 24 Mg 12 C 27 Al 13 10 Bo D 63 Li , người ta thấy có hai hạt tạo thành, có hạtHạt lại A bêta *B anpha 6.6 Hạtnhân 234 U 92 C nơtron D đơteri phóng xạ theo phương trình: A 234 U 92 238 Pu B 94 C 234 U 92 32 He 231 Th 90 234 U 92 232 Th 90 *D 234 U 92 42 He 230 Th 90 6.7 Phảnứng sau phảnứngphân hạch? A 12 H 12 H 32 He 10 n *C 235 Un 92 139 Xe 95 Sr 2n 54 38 B 12 H 13 H 24 He 10 n D D + D T + p 23 Na , người ta nhận đồng vị phóng xạ 6.8 Dùng hạt đơteri để bắn phá hạtnhân 11 thể phảnứng trên? A 23 Na 11 24 12 H 11 Na 01 e B C 23 Na 11 24 12 H 11 Na 01 e *D 23 Na 11 24 Na 11 Phương trình 24 12 H 11 Na 10 n 23 Na 11 24 12 H 11 Na 11 H Dạng BÀI TẬP VỀ NĂNG LƯỢNG TRONG PHẢNỨNGHẠTNHÂN http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word A PHƯƠNG PHÁP GIẢI Năng lượng toả phảnứnghạtnhân tính cách sau: - Căn hiệu số khối lượng hạt trước sau phản ứng: Wtoả = (mtrước - msau)c2 mtrước > msau tương ứng tổng khối lượng nghỉ hạt trước sau phảnứng Nếu mtrước > msau phảnứng toả lượng, mtrước < msau phảnứng thu lượng - Căn độ hụt khối hạt tham gia tạo thành sau phản ứng: Wtỏa = (mtrước - msau)c2 mtrước, msau tương ứng tổng độ hụt khối hạt trước sau phảnứng Nếu msau > mtruớc phảnứng toả lượng, ngược lại msau < mtrước phảnứng thu lượng - Căn độ tăng lượng liên kết phản ứng: Wtoả - Wlksau - Wlktrước Wlktrước, Wlksau tương ứng tổng lượng liên kết hạt trước sau phảnứng - Căn độ tăng động hạtphản ứng: Wtoả = Wđsau - Wđtrước Wđtrước, Wđsau tương ứng tổng động hạt trước sau phảnứng Nếu chưa biết phảnứng toả hay thu lượng, ta giả thiết phảnứng toả lượng tính Wtoả Nếu kết tính Wtoả có giá trị âm phảnứng thu lượng: Wthu = - Wtỏa Đối với phảnứng thu nhiệt, điều kiện cần để phảnứng xảy phải cung cấp cho lượng tối thiểu lượng mà phảnứng thu vào Để tính hiệu suất khối lượng nhiên liệu nhà máy điện hạt nhân, ta cần tìm số hạt nhiên liệu theo khối lượng chúng N = nNA, n số mol NA số A-vơ-ga-đrơ B BÀI TẬP VÍ DỤ Ví dụ Cho khối lượng hạt theo đơn vị u: 37 Cl 17 = 36,956563; 37 Ar 18 = 36,956889; 11 H = 1,007276; 10 n = 1,00867 Cho u = 931,5MeV/c2 Hỏi phảnứnghạtnhân 37 Cl 11 17 37 H 18 Ar 10 n toả hay thu lượng? Hướng dẫn giải Tổng khối lượng hạtnhân tham gia phản ứng: mtrước = mCl + mH = 36,956563U + 1,007276u = 37,963839u Tổng khối lượng tạo thành sau phản ứng: msau = mAr + mn = 36,956889u + 1,00867u = 37,965559u Ta thấy mtrước < msau nên phảnứng thu lượng Wthu = (msau - mtrước )c2 = 0,00172 931,5 = 1,6MeV Ví dụ Hạtnhân triti (T) đơteri (D) tham gia phảnứng nhiệt hạch sinh hạtnhân heli nơtron Cho biết độ hụt khối hạtnhân triti mT = 0,0087u, hạtnhân đơteri mD = 0,0024u, hạtnhân heli mHe = 0,0305u Tính lượng toả (tính J) tổng hợp kg heli theo phảnứng Hướng dẫn giải Năng lượng toả tạo thành hạtnhân heli hiệu số lượng liên kết hạt sau phảnứng so với trước phản ứng: Wtoả = (msau - mtrước)c2 = (0,0305 + - 0,0087 - 0,0024).1,66055.10-27.(3.108)2 = 2,899.10-12J Số hạt có 1kg heli là: N = 6,022.1026 = 1,5055.1026 Năng lượng toả tổng hợp kg heli là: W = 1,5055.1026.2,899.10-12 = 4,36.1014J http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Ví dụ Hạtnhân U234 phóng xạ tia tạo thành đồng vị thôri TH230 Cho lượng liên kết riêng hạt 7,15MeV, hạtnhân U234 7,65MeV, hạtnhân TH230 7,72MeV Lấy khối lượng hạtnhân tính theo đơn vị u số khối chúng Tính lượng tỏa phảnứng Hướng dẫn giải Tổng lượng liên kết hạt trước sau phảnứng Wlktrước = 234.7,65 = 1790,1 Me V Wlksau = 230.7,72 + 4.7,15 = 1804,2MeV Năng lượng toả phảnứng là: Wlksau - Wlktrước = 1804,2MeV - 1790,1MeV = 14,1MeV Ví dụ Người ta dùng prơtơn có động Wđp = 2,3MeV bắn vào hạtnhân đứng yên 73 Li thu hai hạt X giống có động Cho khối lượng hạt: mp = 1,00726u; MLi = 7,0144u; mx = 4,0015u; 1u = 931,5MeV/c2 Tìm động WđX hạt X Hướng dẫn giải Viết phương trình tính lượng toả theo khối lượng theo động hạtphản ứng: W = (mp + mLi - 2mX)c2 = 2WđX - Wđp Từ tính được: WđX WđX Wñp m p m Li 2m X c ; 2,3 (1,00726 7,0144 2,40015).931,5 2,3 17,38 9,84MeV 2 Ví dụ Hạtnhân phóng xạ 234 U 92 đứng yên phát hạt Cho biết lượng toả phân rã nói 14,11MeV a) Tính động cực đại hạt b) Trong thực tế người ta đo động hạt 13MeV Sự sai lệch tính tốn giá trị đo giải thích có mặt xạ Tính tần số xạ Hướng dẫn giải a) Hạtnhân 230 Th 90 Giải hệ: Wđ + WđTh = 14,11MeV; Wñ 14,11 Wñ mTh 230 57,5 WñTh m 57,5 13,87MeV 58,5 hf = 13,87 - 13,00 = 0,87MeV ; f 0,87.1,6.10 13 2,23.1020 Hz 34 6,625.10 Ví dụ Một nhà máy điện nguyên tử có cơng suất 1000MW dùng urani làm giàu 25% Biết rằng, phân hạch toả lượng trung bình W0 = 200MeV Hiệu suất biến đối nhiệt thành điện 30% Hỏi năm nhà máy cần kg urani? Hướng dẫn giải Điện nhà máy sản năm là: W = Pt với t = năm = 24.3600.365 3,15.107s W Pt Số hạt urani Với hiệu suất h = 30%, lượng mà phảnứnghạtnhân cung cấp phải W' h h cần dùng năm là: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word N Pt hW0 109.3,15.107 3,28.1029 13 0,3.200.1,6.10 Khối lượng urani cần dùng: m Khối lượng nhiên liệu là: M N 2,38.1029 235 235kg 128kg NA 6,02.1026 m 512kg 0,25 Ví dụ Năng lượng toả phảnứnghạtnhân A nhiệt lượng hạt tạo thành truyền cho môi trường B tổng động hạt sau phảnứng C nhỏ tổng động hạt sau phảnứng D nhỏ lượng liên kết hạt tạo thành phảnứng Hướng dẫn chọn đáp án A sai nhiệt truyền cho mơi trường tuỳ thuộc nhiệt độ môi trường lượng toả không phụ thuộc môi trường B C sai tổng động hạt sau phảnứng lớn lượng toả hạt trước phảnứng có động ban đầu D lượng toả lượng liên kết hạt tạo thành sau phảnứnghạt tạo thành từ nuclơn, trường hợp khác có giá trị nhỏ C BÀI TẬP ÔNLUYỆN 6.9 Hạtnhân phóng xạ 226 Ra 88 đứng yên phát hạt tạo thành hạtnhân 222 Rn 86 Cho biết khối lượng hạt nhân: mRa226 = 226,0254 u; mRn222 = 222,0175 u; m = 4,0015u a) Tính động cực đại hạt phóng xạ nói không kèm theo xạ khác b) Thực nghiệm cho thấy động hạt đo lại có trị số rời rạc Hãy giải thích 6.10 Cho khối lượng nguyên tử 94 Be 9,01218u, nguyên tử 42 He 4,0026u Xác định động cực tiểu hạt để xảy phảnứng 94 Be 42 He 342 He 10 n 6.11 Người ta dùng prôtôn có động 5,43MeV bắn phá hạtnhân Be đứng yên Phảnứng tạo thành hạtnhân liti hạt anpha có động lượng ứng 3,53MeV 4,03MeV Tính lượng toả phảnứng 6.12 Một tàu phá băng ngun tử có cơng suất lò phảnứng P = 20MW Nhiên liệu urani làm giàu (chứa 25% U235) Tính khối lượng nhiên liệu cần để tàu hoạt động liên tục 30 ngày, biết hạtnhân U235 phân hạch toả W0 = 200MeV Nếu nhiên liệu dầu có suất toả nhiệt 3.107J/kg cần dầu? 6.13 Có thể xảy phảnứng tách hạtnhân 12C hạtnhân heli theo phương trình: 12 C hv 342 He hay khơng? Nếu có tần số nhỏ phơtơn phải có giá trị nêu đây? Cho khối lượng hạtnhânhạtnhân heli là: m = 4,0015u; u = 1,66055.10-27kg, c = 3.108m/s *A 1,76.1020 HZ B 6,25.1020 HZ C 1,79.1017 HZ D 1,02.1021 HZ 6.14 Năng lượng liên kết hạtnhân đơteri 2,2MeV 42 He 28,3MeV Nếu hai hạtnhân đơteri tổng hợp thành 42 He lượng tỏa A 30,2MeV B 25,8MeV 6.15 Một phảnứngphân hạch 235 u là: *C 23,9MeV 235 U 10 92 n 93 41 Nb 140 58 D 19,2MeV Ce http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word a) Viết đầy đủ phương trình phảnứng b) Biết lượng liên kết riêng 235U; lượng toả phảnứng 6.16 Cho phảnứnghạt nhân: 23 Na 11 93 Nb; 140 Ce 7,7MeV; 8,7MeV; 8,45MeV Tính 20 p 42 He 10 Ne Biết mNa = 22,983734u; mp = 1,007276u; mHe = 4,001506u; mNe = 19,986950u u = 931,5MeV/c2 Phảnứng thu hay tỏa lượng tính theo MeV? A Thu lượng W = 2,38MeV B Tỏa lượng W = 3,28MeV C Thu lượng W = 3,28MeV *D Tỏa lượng W = 2,38MeV 6.17 Hạt có động Wđ = 4,32MeV đập vào hạtnhân nhôm gây phản ứng: 27 30 Al 15 P + n Biết phảnứng thu lượng 2,7MeV hai hạt sinh sau phảnứng có + 13 tốc độ Động nơtron A 3,51 MeV B 7,02MeV C 6,78MeV *D 0,226MeV 6.18 Cho phảnứnghạt nhân: p + 73 Li 2 + 17,4MeV Biết lượng liên kết hạt 28,4MeV Năng lượng liên kết hạtnhân 73 Li A 17,4MeV *B 39,4MeV C 56,8MeV 6.19 Hạt prơtơn có động Wđ = 2,4MeV bắn vào hạtnhân Liti D 11,0MeV Li đứng yên, sinh hai hạt có độ lớn vận tốc Phảnứng không sinh xạ gamma coi tỏa nhiệt không đáng kể Cho biết mp = 1,0073u; m = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931,5MeV/c2 Động hạt sau phảnứng A 17,42MeV B 18,82MeV *C 9,91 MeV D 8,71 MeV 6.20 Cho phản ứng: 13 T 12 D 24 He 10 n + 17,6 (MeV) Lấy NA = 6,02.1023mol-1 Năng lượng tỏa từ phảnứng tổng hợp 1g hei A 2,64.1023J B 2,64.1024 J C 4,24.1012J *D 4,24.1011 J 21 Trong phảnứngphân hạch urani 235U, lượng trung bình toả hạtnhân bị phân hạch 200MeV Khi 1kg 235U phân hạch hồn tồn toả lượng *A 8,2.1013 J C 5,25.1013J B 4,11.1013J D 6,23.1020 J 6.22 Chọn phát biểu sai A Việc hạtnhân có độ hụt khối chứng tỏ có khơng bảo tồn khối lượng phảnứnghạtnhân B Một phảnứnghạtnhân mà tổng khối lượng hạt tham gia vào phảnứng lớn tổng khối lượng hạt sau phảnứngphảnứng tỏa lượng C Một phảnứnghạtnhân mà tổng động hạt tham gia vào phảnứng lớn tổng động hạt sau phảnứngphảnứng thu lượng *D Phóng xạ phảnứnghạtnhân nên có hai loại: thu toả lượng 6.23 Phần lớn lượng giải phóng phảnứngphân hạch chuyển thành *A động hạtnhân trung bình B lượng toả phóng xạ mảnh C lượng xạ D động nơtron phát 6.24 Nhận xét sau không so sánh ưu điểm phảnứng nhiệt hạch với phảnứngphân hạch? A Năng lượng toả có khối lượng chất tham gia phảnứng lớn http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word *B Năng lượng toả hạtnhân tổng hợp lớn C Có nguồn nhiên liệu dồi D Ít gây ô nhiễm môi trường Dạng BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ĐỘNG LƯỢNG TRONG PHẢNÚNGHẠTNHÂN A PHƯƠNG PHÁP GIẢI Đây loại tập có đề cập tới hướng chuyển động hạt trước sau phảnứnghạtnhân Hệ hạt tham gia phảnứng coi hệ lập nên động lượng hệ bảo tồn Động lượng đại lượng vectơ Do đó, áp dụng định luật bảo toàn động lượng, ta thường viết phương trình vectơ vẽ giản đồ vectơ dùng phép tốn vectơ định lí hình học để tìm đại lượng mà đề yêu cầu Trong trường hợp vận tốc hạt có giá trị lớn ta phải dùng cơng thức thuyết tương đối hẹp B BÀI TẬP VÍ DỤ Ví dụ Bắn hạt đơton 12 D có động Wđ = 4,2MeV vào hạtnhân Li đứng yên thu hai hạt Biết hạt có động 13,3MeV a) Tính lượng toả phảnứng b) Xác định góc tạo phương chuyển động hai hạt Hướng dẫn giải a) Năng lượng W toả phảnứng làm tăng động hạt Do đó: W = 2Wđ - WđD = 2.13,3 - 4,2 = 22,4MeV b) Do đối xứng, hạt bay theo phương hợp với phương chuyển động góc nhau, ta gọi Theo định luật bảo toàn động lượng: MD v1 D = m v1 m v (1) với v1 = v2 = v Chiếu hai vế phương trình (1) xuống trục toạ độ trùng phương, chiều với phương, chiều v D , ta có: mDvD = 2m vcos Thay m D v D 2m DWñD ;m v 2mWđ ta có: 2m DWđD 2mWñ cos cos m D WñD 2.4,2 0,1987; 78,5o m Wđ 4.13,3 Góc tạo hướng chuyển động hai hạt 157 ° Ví dụ Người ta dùng hạt có động Wđ = 4,2MeV bắn phá hạtnhânứng tạo thành nơtron hạtnhân 27 Al 13 đứng yên Phản 30 P 15 Cho khối lượng hạt m = 4,0015u; mAl = 26,97435u; mP = 29,97005u; mn = 1,00867u Biết nơtron sinh bay theo phương vng góc với hạt a) Tìm động Wđ hạt WđP hạtnhân phôtpho b) Xác định hướng chuyển động hạt 30 P 15 Hướng dẫn giải 27 30 Al n 15 P Viết phương trình phảnứng là: 13 Mặt khác, lượng toả ra: http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word W = (m + mAl - mP - mn)c2 = WđP + Wđn - Wđ Từ tính được: WđP Wđn (m m Al m P m n )c Wñ WđP + Wđn = 1,53 MeV (1) Theo đinh luật bảo toàn dộng lượng: m v m P v P mn v n , ta có sơ đồ hình 6.1 Từ sơ đồ, ta có: (mPvP)2 = (m v ) (m n v n ) Thay (mv)2 = 2mWđ với Wđ động năng: mpWđP = mWñ m nWñn Thay gần khối lượng số khối chúng: 30WđP = 4.4,2 + Wđn Giải hệ (1) (2) ta có: WđP 0,59MeV; Wđn 0,94MeV; Góc tạo phương chuyển động hai hạt = 180° - : cos Hạt 30 P 15 (2) m n Wñn mn v n 0,94 0,23; 76,7 o mPv P m P WñP 30.0,59 bay theo phương hợp với phương chuyển động hạt góc 76,7° Ví dụ Bắn hạt prôtôn vào hạtnhân 73 Li đứng yên Phảnứng tạo hai hạtnhân X giống bay có độ lớn vận tốc hợp với phương ban đầu prơtơn góc Tỉ số độ lớn vận tốc hạtnhân X hạt prôtôn v v 1 A x B x v p 4cos v p 8cos C vx 8cos vp D vx 4cos vp Hướng dẫn chọn đáp án Phương trình phảnứng là: 11 p 73 Li AZ X Ta có: 2Z = + 3; 2A = + Do Z = 2; A = X hạt Coi khối lượng hạtnhân xấp xỉ Au Theo phương chuyển động ban đầu prơtơn, phương trình bảo toàn động lượng là: mpvp = 2mxvxcos mp v Suy ra: x Chọn A v p 2m x cos 8cos C BÀI TẬP ÔNLUYỆN 6.25 Hạt bay với vận tốc v0 tới va chạm đàn hồi với hạtnhân chưa biết X đứng yên kết sau va chạm, phương chuyển động hạt bị lệch di góc 30° Hỏi X hạt gì? 6.26 Bắn hạt có động Wđ = 5MeV vào hạtnhân 94 Be đứng yên ta thu hạtnhân 12C nơtron có động Wđn = 8,21 MeV Biết phảnứng toả lượng W = 5,56MeV Hãy tìm góc tạo phương chuyển động prơtơn phương chuyển động đạn 6.27 Một hạtnhân có khối lượng nghỉ m0 = 14u đứng yên vỡ thành hai hạt bay theo hai hướng ngược với vận tốc v1 = 0,8c v2 = 0,6c Tìm khối lượng nghỉ m01 m02 hạt theo m0 6.28 Một nơtron chuyển động đến va chạm xuyên tâm với hạtnhân khối lượng M đứng yên Kết nơtron bi bật ngược trở Coi va chạm đàn hồi Hỏi phần động mà nơtron bị va chạm bao nhiêu? http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 6.29 Hạtnhân 210 Po 84 đứng n phóng xạ Có phần trâm lượng toả chuyển thành động hạt ? A 98 % B % C 1,94 % D 98,6% 6.30 Người ta dùng prôtôn bắn phá hạtnhân 94 Be đứng yên Phảnứng cho ta hạt hạtnhân Li Biết động prôtôn Wđp = 4,5MeV, hạt Wđ = 3,5MeV, vận tốc prơtơn hạt vng góc Động hạtnhân Li A 1,0MeV *B 3,15MeV C 2,15MeV D 2,25MeV 6.31 Một hạtnhân có số khối A Ban đầu hạtnhân đứng yên phóng xạ phát hạt với lượng W Động hạt Wđ Giả thiết xạ kèm theo Năng lượng toả phóng xạ là: A4 A A4 A Wđ B Wñ *C Wñ D Wñ A A4 A 6.32 Một hạtnhân khối lượng M đứng n phát phơtơn có bước sóng Vận tốc chuyển động giật lùi hạtnhân có độ lớn h hc h hM A *B C D M M M c 10 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Chủ đề PHẢNỨNGHẠTNHÂN 6.1 Áp dụng định luật bảo tồn điện tích bảo toàn số khối: A = (235 +1) - 95 - = 139; Z = 92 - 42 +7 = 57; N = A - Z = 82 6.2 Phương trình phảnứng phương trình phóng xạ là: 27 He 13 A' Al AZ X 10 n;ZA X 10 e Z' Si Áp dụng định luật bảo tồn điện tích bảo tồn số khối, ta có: Z = +13 - = 15; A = + 27 - = 30; Z' = Z - = 14; A' = A Vậy hạtnhân Si có kí hiệu đầy đủ 6.3 Chọn A 6.5 Chọn B 30 Si , 14 có nguyên tử số bẳng 14 số khối 30 64 Chọn B 27 p 13 24 Al 12 Mg AZ X Áp dụng định luật bảo tồn điện tích bảo tồn số khối: Z = + 13 - 12 = 2; A = + 27 - 24 = Đó hạt anhpha 42 He Chọn B 6.6 Chọn D 6.7 Chọn C 6.8 Chọn D 6.9 E = (mRa226 - mRn222 - m)c = (226,0254 - 222,0175 - 4,0015).931,5 5,96MeV W m 222 Wñ WñRn 5,96MeV; ñ Rn 55,5 WñRn m Wđ Wđ 55,5 5,85MeV 56,5 Vì hạt Rn tạo nên mức lượng cao, trở mức lượng thấp phát tia Phần lượng lượng hf phơtơn tia Vì mức lượng nguyên tử chuỗi rời rạc nên động hạt có giá trị rời rạc 6.10 Do số êlectron nguyên tử trước sau phảnứng nhau, ta có: Wđmin (3m m n m Be m )c = (2.4,0026 + 1,008665 - 9,01218).931,5 1,57 MeV 6.11 Năng lượng W toả phảnứng làm tăng động hạt Vậy W = WđLi + Wđ - WđH = 3,53 + 4,03 - 5,43 = 2,13MeV 6.12 Nhiệt lượng lò phảnứng sản 30 ngày là: W = P t Số hạt urani cần dùng 30 ngày là: Pt 2.107.24.3600.30 N 1,62.1024 13 W0 200.1,6.10 N 1,62.1024 Khối lượng urani cần dùng: m = 235 235kg 0,63kg NA 6,02.1026 Khối lượng nhiên liệu là: M = m = 2,52kg 0,25 2.107.24.3600.30 Nếu sử dung dầu: M' 1,72.106 kg 3.10 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 11 6.13 Chọn A Khối lượng 12 C mC = 12 - 6.5,49.10-4 = 11,9967 u hf = (3.4,0015 - 11,9967).1,66055.10-27.(3.108 )2 1,1657.10-12 J; f = 1,76.1020 Hz 6.14 Chọn C W = 28,3 - 2.2,2 = 23,9MeV 6.15 a) 235 U 10 92 n 93 Nb 140 Ce 310 n 10 e 41 58 b) Q = 140.8,45 + 93.8,7 - 235.7,7 = 182,6 MeV 6.16 Chọn D m = 22,983734 + 1,007276 - 4,001506 - 19,986950 = 0,002554 u < Toả lượng W = 0,002554.931,5 = 2,379 2,38MeV; 6.17 Chọn D Giải hệ: WđPp + Wđn = 4,32 + 2,7 = 7,02MeV; WñP m p 7,02 30 , ta có: Wđn 0,226MeV Wđn m n 31 6.18 Chọn B W = 2Wlk - WlkLi nên: WlkLi = 2Wlk - W = 2.28,4 - 17,4 = 39,4MeV 6.19 Chọn C Năng lượng toả ra: W = (1,0073 +7,0144 - 2.4,0015 ).931,5 = 0,0187.931,5 = 17,42 MeV 17,42 2,4 Wñ 9,91MeV 6.20 Chọn D W 6,022.1023.17,6.1,6.10 13 4,24.1011J 6.21 Chọn A W N.W0 6,022.1026.200.1,6.10 13 8,2.1013 J 235 6.22 Chọn D 6.23 Chọn A 6.24 Chọn B m m v0 2u 6.25 Giải hệ: v m X 2cos 4cos Đó hạt đơton: 12 D 6.26 Ta có W = WđC + Wđn - Wđ Động hạtnhân12 C là: WđC = W - Wđn + Wđ = 2,35MeV Động lượng p = 2mW Từ định luật bảo toàn động lượng mv mn v n mCv C ta có: (MCvC)2 = (Mv)2 + (Mnvn)2 - 2Mv.Mnvncos Thay mv 2mW (m v ) (m n v n ) (m C v C ) m W m n Wn m CWC cos 0 2m v m n v n m W m n Wn Vậy = 90°, prôtôn theo phương vuông góc với hạt 1 1 ; 6.27 1 2 0,6 v1 v 0,8 1 1 c c Theo định luật bảo toàn lượng: m0c2 = 1m 01c m 02c 12 (1) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Theo định luật bảo toàn động lượng: 1m01v1 2m02 v Giải hệ ta có m01 = 6,4u; m02 = 3,6u 6.28 Gọi khối lượng, vận tốc hạtnhân nơtron sau va chạm M, V, m, v mv 02 MV mv (2) ta có: Giải hệ: MV + mv = mv0 (1); 2 W Mm 1 W Mm 6.29 Chọn B Hạtnhân X tạo thành có số khối 210 - = 206 Theo định luật bảo toàn động lượng MXvX + Mv = nên: W m X 206 W 206 98% WX m WX W 210 6.30 Chọn B Viết phương trình phảnứng 11 H 94 Be 24 He 36 Li Theo định luật bảo tồn động lượng (Hình 6.1G): m p v p m v m Li v Li mLi v Li (mv ) (m p v p ) hay (mv)2 = 2mWđ với Wđ động ta có mLiWđLi = mWđ + mnWđn Thay gần khối lượng khối chúng: m W m n Wñn WñLi ñ 3,15MeV m Li số 6.31 Chọn C Hạtnhân có số khối AX = A - 4, có động WđX Theo định luật bảo toàn động lượng: W m 4 m X v X m v : ñX WñX Wñ Wñ m X A A4 Năng lượng toả phóng xạ W = WđX + Wđ = Wñ 6.32 Chọn B Mv A A4 h h 0 v M http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word 13 ... lượng phản ứng hạt nhân B Một phản ứng hạt nhân mà tổng khối lượng hạt tham gia vào phản ứng lớn tổng khối lượng hạt sau phản ứng phản ứng tỏa lượng C Một phản ứng hạt nhân mà tổng động hạt tham... ÔN LUYỆN 6.1 Cho phản ứng hạt nhân prôtôn, nơtron 235 U 92 n 95 Mo X 2n 7e Hạt X phản ứng có 42 6.2 Dùng hạt bắn phá hạt nhân nhôm 27 Al 13 người ta thu nơtron nhân X Biết hạt nhân. .. tạo thành hạt nhân Si Hãy xác định số prôtôn số nuclôn hạt nhân Si + 6.3 Hạt X tạo thành phản ứng hạt nhân *A 42 He B 63 Li 19 F p 16 O X C 13 T D n C 6.4 Hạt nhân X tham gia phản ứng X +