CHỦ đề 29 HIỆN TƯỢNG PHÓNG xạ 9 trang

CHỦ ĐỀ 29: HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ I TÓM TẮT LÝ THUYẾT Các công thức bản: Đặt k  t k t k t , ta có: m  m o  m o e ; N  N o  N o e T - Số hạt nguyên tử bị phân rã số hạt nhân tạo thành số hạt tạo thành: N  N o  N  N o  e t t Khối lượng chất bị phóng xạ sau thời gian t: m  m o  m t  m o   e  Phần trăm chất phóng xạ cịn lại: N m   2 k  et No mo Phần trăm chất phóng xạ bị phân rã: N m    2 k   et N o mo Tỉ lệ số nguyên tử hạt nhân hạt nhân mẹ thời điểm t: N  2k  N me Chú ý: Nếu t  T � et  , ta có: N  N   e  t  �N t  H t Các trường hợp đặc biệt, học sinh cần nhớ để giải nhanh Câu hỏi trắc nghiệm: Thời gian t T 2T 3T 4T 5T 6T Còn lại: N N hay m m 12 22 23 24 25 26 Đã rã:  N  N  N 12 34 78 15 16 31 32 63 64 Tỉ lệ % rã 50% 75% 87,5% 93,75% 96,875% 98,4375% Tỉ lệ (tỉ số) hạt rã lại 15 31 63 Tỉ lệ (tỉ số) hạt lại bị phân rã 13 17 15 31 63 Tính khới lượng hạt nhân tạo thành thể tích khí hêli sinh (phóng xạ  ): m  m tao  m m.A 22, ; V  A me A me Tính thời gian tính tuổi: a) Tính thời gian cho biết N m kiện khác mà ta tìm được N m �N t  T.log � o �N � �m o � � T log � � � �m � � Cơng thức cịn dùng để tính tuổi thực vật nhờ định vị C14: lúc ta xem N số nguyên tử có mẫu sống, N số nguyên tử mẫu cổ b) Tính thời gian cho biết tỉ số Nc mc Nm mm � N � � m A me � t  T.log � 1 1 � T.log � � � N me � � m me A � � Cơng thức cịn dùng để tính tuổi khống vật: đá, quặng Poloni,… Trang Tính chu kì máy đếm xung: Một mẫu phóng xạ A Z X ban đầu t1 phút có N1 hạt nhân bị phân rã, sau t phút (kể từ lúc t  ) t phút có N hạt nhân bị phân rã Ta có chu kì bán rã chất phóng xạ: T t t T �N t �Nếu t  t1 thì: �N � log � � log � � �N t1 � �N � Bài tốn hai chất phóng xạ với chu kì bán rã khác tốn khác: Viết biểu thức số hạt khối lượng lại chất phóng xạ Thiết lập tỉ số số hạt khối lượng chất phóng xạ Các loại tia phóng xạ: Phóng xạ Bêta: có loại Phóng xạ Alpha    Là dòng hạt nhân Hêli Bản chất A Z He X �AZ24 Y  42 He 226 88 222 Ra �86 Rn  42 He Ví dụ: 1 14 C �14 N  1 e  : AZ X �AZ1 Y  01 e Ví dụ: Rút gọn 226 88  1  : AZ X �AZ1 Y  01 e  Rút gọn: AZ X �� �Z Y Vd:  e : dòng êlectron  e   : dòng êlectron  A4 Phương trình   12 Phóng xạ Gamma    Là sóng điện từ có  ngắn   �10 11 m  , dịng phơtơn có lượng cao Sau phóng xạ   xảy q trình chuyển từ trạng thái kích thích trạng thái � phát phôtôn �12 C 1 e 222  Ra �� �86 Rn v �c  3.108 m s v  c  3.108 m s Khả Mạnh Ion hóa Mạnh yếu tia  Yếu tia   + Smax �8cm khơng Khả khí; đâm + Xun qua vài m xuyên vật rắn + Smax � vài m không + Đâm xuyên mạnh tia   khí Tớc độ Trong điện trường Chú ý v �2.107 m s Lệch + Xuyên qua kim loại dày vài + Có thể xun qua vài m bêtơng vài cm chì mm Lệch nhiều tia alpha Khơng bị lệch Trong chuỗi phóng xạ  Cịn có tồn hai loại Không làm thay đổi hạt nhân thường kèm theo phóng xạ hạt AZ X �AZ1 Y  01 e  00 v  không tồn nơtrinô đồng thời hai loại  A A 0 Z X �Z 1 Y  1 e  v phản nơtrinô Trang CÁC VÍ DỤ ĐIỂN HÌNH Ví dụ 1: Chất phóng xạ A 6, 02.1023 hạt 210 Po , ban đầu có 2,1g Xác định số hạt nhân ban đầu? B 3, 01.1023 hạt C 6, 02.1022 hạt D 6, 02.1021 hạt Giải Áp dụng: N  m 2,1 N A  6, 02.1023  6, 02.1021 M 210 � Chọn đáp án D Ví dụ 2: 210 Po có chu kì bán rã 138 ngày, ban đầu có 1020 hạt Hỏi sau 414 ngày lại hạt? A 3,33.1020 hạt B 1, 25.1020 hạt C 1, 25.1019 hạt D 1, 25.1018 hạt Giải N 1020 18 Ta có: N  2k  414  1, 25.10 138 � Chọn đáp án D Ví dụ 3: 210 Po có chu kì bán rã 138 ngày, ban đầu có 20g Hỏi sau 100 ngày lại hạt? A 10g B 12,1g C 11,2g D 5g Giải m0 20 Ta có: m  2k  100  12,1 g  2138 � Chọn đáp án B Ví dụ 4: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã 200 ngày Ban đầu có 100g hỏi sau chất phóng xạ cịn lại 20g? A 464,4 ngày B 400 ngày C 235 ngày D 138 ngày Giải mo Ta có: t  T.log m  464, ngày � Chọn đáp án A Ví dụ 5: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã 200 ngày, thời điểm t lượng chất lại 20% Hỏi sau lượng chất lại 5%? A 200 ngày B 40 ngày C 400 ngày D 600 ngày Giải Ban đầu lại 20%, đến lại 5% tức giảm lần � Sau chu kì bán rã t  2T  2.200  400 ngày � Chọn đáp án C Ví dụ 6: 238 U phân rã thành 46,97mg 238 U 2,315mg 206 206 Pb với chu kì bán rã 4, 47.10 năm Một khối đá phát chứa Pb Giả sử khối đá hình thành khơng chứa ngun tố chì tất lượng chì có mặt sản phẩm phân rã A �2, 6.109 năm B �2,5.106 năm 238 U T̉i khối đá bao nhiêu? C �3,57.108 năm D �3, 4.107 năm Trang Giải Gọi m số hạt ban đầu Uranni Gọi N số hạt lại thời điểm nghiên cứu mU  m0 2k � � m U  m  m  m � 1 k � � � � n U  m  n Pb tạo thành MU m Pb  n Pb M Pb m  M Pb  MU � m0 � 1 k � MU � M Pb m 2k  M �  Pb 0 �  k M U m0 m M 2k � U   k U k m Pb m   1 M Pb   1 M Pb 2k.M U �  2k  1  M U m Pb M m � 2k   U Pb  1, 056943 m U M Pb m U M Pb � k  log 1, 056943  0, 0798975 � t  3,57.108 năm � Chọn đáp án C Ví dụ 7: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã 200 ngày, thời điểm t lượng chất lại 20% Hỏi sau lượng chất lại 5%? A 200 ngày B 40 ngày C 400 ngày D 600 ngày Giải Ban đầu lại 20%, đến lại 5% tức giảm lần � Sau chu kì bán rã � Chọn đáp án C Ví dụ 8: 238 U phân rã thành 46,97mg 238 U 2,315mg 206 206 Pb với chu kì bán rã 4, 47.10 năm Một khối đá phát chứa Pb Giả sử khối đá hình thành khơng chứa ngun tố chì tất lượng chì có mặt sản phẩm phân rã A �2, 6.109 năm B �2,5.106 năm 238 U Tuổi khối đá bao nhiêu? C �3,57.108 năm D �3, 4.107 năm Giải Gọi m số hạt ban đầu Uranni Gọi N số hạt lại thời điểm nghiên cứu mU  m0 2k � � m U  m  m  m � 1 k � � � � n U  m  n Pb tạo thành MU Trang m Pb  n Pb M Pb  m M Pb MU � � m0 � 1 k � M Pb m 2k  M  Pb 0 � �   MU 2k.M U m0 mU M 2k �   k U k m Pb m   1 M Pb   1 M Pb 2k.M U � 2k   M U m Pb M m � 2k   U Pb m U M Pb m U M Pb �M m � � t  T log � U Pb � �m U M Pb � � Thay số vào ta tính 3,57.108 năm � Chọn đáp án C II BÀI TẬP Bài 1: Phát biểu sau sai nói tượng phóng xạ? A Trong phóng xạ  , hạt nhân có số nơtron nhỏ số nơtron hạt nhân mẹ B Trong phóng xạ  , hạt nhân mẹ hạt nhân có số khối nhau, số prơtơn khác C Trong phóng xạ  , có bảo tồn điện tích nên số prơtơn bảo tồn D Trong phóng xạ  , hạt nhân mẹ hạt nhân có số khối nhau, số nơtron khác Bài 2: Tính chất sau khơng phải tính chất chung tia  ,  ,  ? A Có khả iơn hóa khơng khí C Có tác dụng làm đen kính ảnh Bài 3: Phát biểu sau sai? B Bị lệch điện trường từ trường D Có mang lượng A Tia  gồm êlectron nên khơng thể phóng từ hạt nhân hạt nhân tích điện dương B Tia  gồm hạt khối lượng với êlectron mang điện tích dương  e C Tia  gồm hạt nhân nguyên tử hêli D Tia  lệch điện trường tia  Bài 4: Có thể tăng số phóng xạ  đồng vị phóng xạ cách: A Đặt nguồn phóng xạ vào từ trường mạnh B Đặt nguồn phóng xạ vào điện trường mạnh C Đốt nóng nguồn phóng xạ D Hiện chưa có cách để thay đởi số phóng xạ Bài 5: Thực chất phóng xạ gamma là: A Hạt nhân bị kích thích xạ phơtơn B Dịch chuyển mức lượng trạng thái dừng nguyên tử C Do tương tác êlectron hạt nhân làm phát xạ hăm D Do êlectron nguyên tử dao động xạ dạng sóng điện từ Bài 6: Một hạt nhân nguyên tử phóng xạ tia  , tia  hạt nhân ngun tử biến đởi nào? Trang A số khối giảm 4, số prôtôn giảm C số khối tăng 4, số prôtôn giảm Bài 7: Phát biểu sau không đúng? A Tia  lệch âm tụ điện B Tia  hạt nhân nguyên tử Heli B số khối giảm 4, số prôtôn giảm D số khối giảm 3, số prôtôn tăng C Tia  phát từ lớp vỏ ngun tử êlectron D Tia  sóng điện từ Bài 8: Chọn câu sai? A Sau khoảng thời gian hai lần chu kì bán rã, chất phóng xạ cịn lại phần tư khối lượng ban đầu B Sau khoảng thời gian ba lần chu kì bán rã, chất phóng xạ cịn lại phần chín khối lượng chất ban đầu C Sau khoảng thời gian ba lần chu kì bán rã, chất phóng xạ cịn lại phần tám khối lượng chất ban đầu D Sau khoảng thời gian hai lần chu kì bán rã, chất phóng xạ bị phân rã ba phần tư khối lượng chất ban đầu Bài 9: Các tia sau tia xuyên qua chì dày cỡ cm? A Tia tử ngoại tia hồng ngoại B Tia X tia gamma C Tia gamma D Tia X tia tử ngoại Bài 10: Biến đổi prôtôn thành nơtron xảy lòng hạt nhân phóng xạ đây? A  B  C  D  Bài 11: Ai người thực phản ứng hạt nhân nhân tạo? A Becqueren B Marie Curie C Rutherford Bài 12: Tia phóng xạ không bị lệch điện trường là: A tia  B Tia  C Tia  Bài 13: Hạt nhân phân 23 11 210 84 D Tia  Na rã  tạo thành hạt nhân X Biết chu kì bán rã gian để tỉ số số hạt nhân X số hạt nhân Na 0,5 là: A 23,8 h B 7,5 h C 15 h Bài 14: Pơlơni D Piere Curie Po chất phóng xạ  tạo thành hạt nhân 206 82 23 11 Na 15 giờ Thời D 8,8 h Pb Chu kì bán rã 210 84 Po 140 ngày Sau thời gian t  420 ngày (kể từ thời điểm bắt đầu khảo sát) người ta thu 10,3g chì Tính khối lượng Po t  0? A 13 g B 12 g C 14 g D Một kết khác Bài 15: Giả sử sau giờ phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu) số hạt nhân đồng vị phóng xạ cịn lại 25% số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã đồng vị phóng xạ bằng: A giờ B 1,5 giờ C 0,5 giờ D giờ Bài 16: Cho phản ứng hạt nhân: hf  Be � 22 He  n Lúc đầu có 27g beri Thể tích khí hêli tạo thành điều kiện tiêu chuẩn sau hai chu kì bán rã là: A 50,4 lít B 134,4 lít C 100,8 lít D 67,2 lít Bài 17: Pơlơni  A  210, Z  84  phóng xạ  tạo thành chất Pb Sau chu kì phân rã tỉ số khối lượng Pôlôni khối lượng Pb là: A 0,0625 B 0,068 C 0,01 D 0,0098 Trang Bài 18: Ban đầu có mẫu nhân chì 206 82 210 84 Po nguyên chất, sau thời gian phóng xạ  chuyển thành hạt Pb bền với chu kì bán rã 138 ngày Xác định tuổi mẫu chất biết thời điểm khảo sát tỉ số khối lượng Pb Po có mẫu 0,4? A 65 ngày B 68 ngày C 69 ngày Bài 19: Hạt nhân 210 84 Po chất phóng xạ  biến đởi thành hạt nhân D 70 ngày 206 82 Pb Tại thời điểm t, tỉ lệ số hạt Pb số hạt Po mẫu Khi đó, tỉ lệ khối lượng Pb khối lượng Po mẫu là: A 5,097 B 0,204 C 4,905 D 0,196 Bài 20: Chất phóng xạ 210 84 Po phóng xạ  trở thành 206 82 Pb Dùng mẫu Po ban đầu có 1g, sau 365 ngày đêm mẫu phóng xạ tạo lượng khí hêli tích V  89,5cm điều kiện tiêu chuẩn Chu kì bán rã Po là: A 138,5 ngày đêm B 58,7 ngày đêm Bài 21: Q trình biến đởi từ 238 92 U thành 206 82 C 1444 ngày đêm D 138 ngày đêm Pb xảy phóng xạ   Số lần phóng xạ   là: A 10 B C 10 D Bài 22: Một chất phóng xạ sau 40 ngày giảm 3/4 số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã chất là: A 15 ngày B ngày C 24 ngày D 20 ngày Bài 23: Giả sử sau giờ phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu), số hạt nhân đồng vị phóng xạ cịn lại 25% số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã đồng vị phóng xạ bằng: A giờ B giờ C 1,5 giờ D 0,5 giờ Bài 24: Đồng vị 60 27 Co chất phóng xạ  với chu kì bán rã T  5,33 năm, ban đầu lượng Co có khối lượng m Sau năm, lượng Co bị phân rã: A 27,8% Bài 25: 24 11 B 30,2% C 12,2% D 42,7% Na chất phóng xạ có chu kì bán rã 15 h Sau chịu phóng xạ  biến thành chất X Lúc đầu có khối 24 11 Na nguyên chất Thời gian để tỉ số khối lượng chất X 24 11 Na 0,75 là: A 22,1 h B 8,6 h C 10,1 h D 12,1 h Bài 26: Thời gian để số hạt nhân chất phóng xạ giảm e lần 199,1 ngày Chu kì bán rã chất phóng xạ là: A 199,1 ngày B 138 ngày C 99,55 ngày D 40 ngày Bài 27: Giả sử sau 18 giờ phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu) số hạt nhân đồng vị phóng xạ cịn lại 12,5% số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã đồng vị phóng xạ A giờ B giờ C giờ D giờ Bài 28: Cho chùm nơtron bắn phá đồng vị bền xạ 56 25 55 25 Mn ta thu đồng vị phóng xạ Mn có chu kì bán rã T  2,5h phát xạ tia  Sau trình bắn phá người ta thấy mẫu tỉ số số nguyên tử 55 25 55 25 56 25 Mn Đồng vị phóng Mn nơtron kết thúc Mn số lượng nguyên tố 55 25 Mn  1010 Sau 10 giờ tiếp tỉ số ngun tử hai loại hạt là: A 1, 25.1011 B 3,125.1012 Bài 29: Chất phóng xạ pơlơni 210 84 210 84 C 6, 25.1012 D 2,5.1011 Po phát tia  biến đởi thành chì 206 82 Pb Cho chu kì bán rã Po 138 ngày Ban đầu  t   có mẫu pôlôni nguyên chất Tại thời điểm t1 , tỉ số số hạt Trang nhân pôlôni số hạt nhân chì mẫu 1/7 Tại thời điểm t2  t1  276 ngày, tỉ số số hạt nhân pơlơni số hạt nhân chì mẫu là: A 1/15 B 1/9 C 1/31 D 1/32 Bài 30: Chất phóng xạ X có chu kì bán rã T1 , chất phóng xạ Y có chu kì bán rã T2 Biết T2  2T1 Trong khoảng thời gian, chất phóng xạ Y có số hạt nhân lại 1/4 số hạt nhân ban đầu số hạt nhân X bị phân rã bằng: A 7/8 số hạt nhân X ban đầu B 1/16 số hạt nhân X ban đầu C 15/16 số hạt nhân X ban đầu D 1/8 số hạt nhân X ban đầu Bài 31: Trong mẫu quặng urani, người ta tìm thấy có lẫn chì 206 82 Pb với 238 92 U với tỉ lệ 10 ngun tử Urani có hai ngun tử chì Tính t̉i quặng Cho lúc hình thành quặng khơng có chì chì quặng urani phân rã thành; chu kì bán rã urani 4,5.109 năm A 6,84.108 năm B 6,19.108 năm C 1,18.109 năm D 1, 45.109 năm Bài 32: Hiện quặng urani có lẫn U 238 U 235 theo tỉ lệ số nguyên tử 140:1 Giả thiết từ thời điểm hình thành Trái Đất tỉ lệ 1:1 Biết chu kì bán rã U 238 U 235 T1  4,5.10 năm, T2  7,13.108 năm Tuổi Trái Đất là: A 6.109 năm Bài 33: Pôlôni 210 84 B 5.109 năm C 7.109 năm Po chất phóng xạ  tạo thành hạt nhân 206 82 D 5,5.109 năm Pb Chu kì bán rã 206 82 Pb 140 ngày Thời điểm t để tỉ lệ khối lượng Pb Po 0,8 bằng: A 120,25 ngày B 120,45 ngày C 120,15 ngày D 120,75 ngày Bài 34: Ban đầu có mẫu chất phóng xạ nguyên chất X với chu kì bán rã T Cứ hạt nhân X sau phóng xạ tạo thành hạt nhân Y Nếu mẫu chất tỉ lệ số nguyên tử chất Y chất X k t̉i mẫu chất là: A t  T.ln ln   k  B t  T.ln   k  ln C t  2T.ln   k  ln D t  T.ln   k  ln Bài 35: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã 360 giờ Khi lấy sử dụng khối lượng cịn 1/32 khối lượng lúc nhận Thời gian từ lúc nhận đến lúc sử dụng: A 100 ngày B 80 ngày C 75 ngày D 50 ngày Bài 36: Một chất phóng xạ có số phóng xạ 1, 44.103 (1/giờ) Sau thời gian 75% số hạt nhân ban đầu bị phân rã hết? A 36 ngày B 37,4 ngày C 39,2 ngày D 40,1 ngày III HƯỚNG DẪN GIẢI, ĐÁP ÁN Bài 1: Chọn đáp án C Bài 2: Chọn đáp án B Bài 3: Chọn đáp án A Bài 4: Chọn đáp án D Bài 5: Chọn đáp án B Bài 6: Chọn đáp án C Bài 7: Chọn đáp án C Bài 8: Chọn đáp án B Trang Bài 9: Chọn đáp án C Bài 10: Chọn đáp án A Bài 11: Chọn đáp án C Bài 12: Chọn đáp án C Bài 13: Chọn đáp án D Bài 14: Chọn đáp án B Bài 15: Chọn đáp án B Bài 16: Chọn đáp án C Bài 17: Chọn đáp án B Bài 18: Chọn đáp án B Bài 19: Chọn đáp án C Bài 20: Chọn đáp án A Bài 21: Chọn đáp án B Bài 22: Chọn đáp án D Bài 23: Chọn đáp án D Bài 24: Chọn đáp án C Bài 25: Chọn đáp án D Bài 26: Chọn đáp án B Bài 27: Chọn đáp án D Bài 28: Chọn đáp án C Bài 29: Chọn đáp án C Bài 30: Chọn đáp án C Bài 31: Chọn đáp án C Bài 32: Chọn đáp án B Bài 33: Chọn đáp án B Bài 34: Chọn đáp án B Bài 35: Chọn đáp án C Bài 36: Chọn đáp án D Trang ... số phóng xạ  đồng vị phóng xạ cách: A Đặt nguồn phóng xạ vào từ trường mạnh B Đặt nguồn phóng xạ vào điện trường mạnh C Đốt nóng nguồn phóng xạ D Hiện chưa có cách để thay đởi số phóng xạ. .. gian để số hạt nhân chất phóng xạ giảm e lần 199 ,1 ngày Chu kì bán rã chất phóng xạ là: A 199 ,1 ngày B 138 ngày C 99 ,55 ngày D 40 ngày Bài 27: Giả sử sau 18 giờ phóng xạ (kể từ thời điểm ban... chất phóng xạ với chu kì bán rã khác tốn khác: Viết biểu thức số hạt khối lượng lại chất phóng xạ Thiết lập tỉ số số hạt khối lượng chất phóng xạ Các loại tia phóng xạ: Phóng xạ Bêta: có loại Phóng