Chuyên đề 7: Hạt nhân nguyên tử

Chuyên đề 7: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ A. Kiến thức cơ bản cần nhớ I. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử 1. Cấu tạo: Hạt nhân X A Z gồm Z proton và ( N = A – Z ) nơtron A( số nuclon ) : Số khối ( A = N + Z ) 2. Đồng vị: - Các hạt nhân đồng vị với nhau là các hạt nhân có cùng điện tích hạt nhân Z và khác số khối A. X A Z và X A Z ' là hai đồng vị của nhau - Ví dụ : C 12 6 và C 13 6 - Các đồng vị có số nơtron khác nhau ( N = A - Z khác ' N = '' ZA − ) 3. Đơn vị khối lượng nguyên tử: u 1u = )( 12 1 12 6 Cm )1(1066.1 27 nucleonmkg ≈×≈ − - Nguyên tử có khối lượng gần bằng 1Au ≈ A × 1.66x10 -27 ( kg ) 4. Số Avôgađrô ( N A ): - Số Avôgađrô là số nguyên tử ( hay phân tử ) có trong 1 mol chất N A ≈ 6.023 × 10 23 mol -1 5. Kích thước hạt nhân nguyên tử: - Hạt nhân ( giả sử là khối cầu ) có bán kính: R = 0 r 3 1 A × Với 0 r =1.2 × 10 -15 ( m ) = 1.2 ( fm ) ( 1( fm ) = 10 -15 ( m ) , fm: fécmi hay féctomét ) II. Độ hụt khối và năng lượng liên kết 1. Độ hụt khối: - Hệ thức Einstein: ( cho biết sự tương đương giữa năng lượng và khối lượng ) - Đơn vị khối lượng: Mev/c 2 - Trước khi kết hợp thành hạt nhân X A Z , khối lượng của A nucleon bằng m 0 = Z m p + ( A- Z )m n . Vì m 0 lớn hơn khối lượng m của hạt nhân, nên ta gọi độ hụt khối: 2. Năng lượng liên kết: ( Năng lượng cần thiết để phá vỡ hạt nhân ) - Năng lượng liên kết riêng: ( Năng lượng liên kết trung bình của mỗi nucleon ): A E ∆ = ε : Đặc trưng cho sự bền vững của hạt nhân III. Phản ứng hạt nhân 1. Định nghĩa: E = m c 2 mmm −=∆ 0 mcE ∆=∆ . 2 Phản ứng hạt nhân là quá trình tương tác giữa các hạt nhân hoặc do một hạt nhân tự biến đổi để thành các hạt nhân khác : A + B C + D hoặc A B + C 2. Các định luật bảo toàn a. ĐLBT số khối: Tổng số khối A trước và sau phản ứng bằng nhau ∑∑ = sautr AA )()( ( A A + A B = A C + A D ) b. ĐLBT điện tích: Tổng số điện tích Z trước phản ứng và sau phản ứng bằng nhau bằng nhau ∑∑ = sautr ZZ )()( c. ĐLBT năng lượng: Tổng năng lượng ( Năng lượng nghỉ E = m.c 2 và động lượng ) trước và sau phản ứng phải bằng nhau: ngh sau ngh tr EPEP +=+ →→ d. ĐLBT động lượng: Tổng các động lượng trước và sau phản ứng bằng nhau sautr PP →→ = - Ghi chú: + Động lượng là đại lượng véctơ : → vm. + Không có sự bảo toàn của khối lượng và của động năng riêng rẽ 3. Các qui tắc dịch chuyển trong sự phóng xạ: - Hiện tượng phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân tự nó phát ra một hạt và biến thành hạt nhân khác • Phóng xạ α ( phát ra hạt nhân He 4 2 ) : YHe A Z A Z 4 2 4 2 X − − +→ ( Hạt nhân con ở vị trí lùi 2ô trong bảng hệ thống tuần hoàn, so với hạt nhân mẹ ) • Phóng xạ − β ( phát ra hạt electron ): Ye A Z A Z 1 0 1- X + +→ ( Hạt nhân con ở vị trí tiến 1 ô so với hạt nhân mẹ ) • Phóng xạ + β ( phát ra positron ): Ye A Z A Z 1 0 1 X −+ +→ ( Hạt nhân con ở vị trí lùi 1 ô so với hạt nhân mẹ ) • Phóng xạ γ ( Hạt nhân * X A Z ở trạng thái kích thíchphát ra bức xạ điện từ - photon - để về trạng thái cơ bản , kèm theo các phóng xạ +− ββα ,, ) XX * A Z A Z +→ γ ( Hạt nhân ở trạng thái kích thích, chuyển về mức năng lượngdưới phát ra tia γ , không có sự biến đổi hạt nhân ). - Định luật phóng xạ : Gọi N 0 và m o là số hạ nhân và khối lượng chất phóng xạ ở thời điểm t o = 0 : - Số hạt nhân tại thời điểm t : - Khối lượng tại thời điểm t : Với λ : Hằng số phóng xạ (đơn vị : s -1 ) - Chu kì bán rã : Thời gian để ½ số hạt nhân hoặc ½ khối lượng chất bị phân rã : - Độ phóng xạ : Số hạt nhân phân rã trong 1s( tốc độ phân rã ) : ( Đơn vị : Bq = phân rã/s ) ( 1Ci = 3,7.10 10 Bq ) - Hệ thức giữa độ phóng xạ và số hạt nhân phóng xạ: H(t) = )(. tN λ 4. Phản ứng hạt nhân nhân tạo:( Phản ứng toả năng lượng ) a. Phản ứng phân hạch: - Hạt nhân rất nặng ( A > 230 ) tương tác với nơtron cho ra 2 hạt nhân có số khối trung bình - Ví dụ: MeVnKrnU 6.1973 1 0 90 56 1 0 235 92 ++→+ b. Phản ứng nhiệt hạch( hay phản ứng tổng hợp hạt nhân ): - Hai hạt nhân rất nhẹ ( A < 20 ) kết hợp với nhau thành 1 hạt nhân nặng hơn ( xảy ra ở nhiệt độ rất cao ) -VD: MeVHeHH 8,23 4 2 2 1 2 1 +→+ B. Kiến thức mở rộng và nâng cao 1. Năng lượng của phản ứng hạt nhân Q = ( M 0 – M )c 2 Trong đó: M 0 là tổng khôí lượng ( nghỉ ) của các hạt nhân trước phản ứng M là tổng khối lượng ( nghỉ ) của các hạt nhân sau phản ứng - Nếu M 0 > M thì Q > 0: Phản ứng toả năng lượng N(t) = N 0 . t e . λ m(t) = m 0 . t e . λ − T = λλ 693.02ln ≈ H(t) = H 0 . t e . λ − - Nếu M 0 < M thì Q < 0: Phản ứng thu năng lượng 2. Máy gia tốc ( Xiclotron ): - Máy gia tốc là thiết bị tăng tốc các hạt ( như p, n, α … ) để bắn phá các hạt nhân và do đó gây ra các phản ứng hạt nhân - Các công thức để tính các đại lượng liên quan đến máy gia tốc: + Bán kính: R = Bq vm . . Trong đó : B là cảm ứng từ v , m q : Là vận tốc, khối lượng, điện tích các hạt + Chu kì : Bq m T . .2 Π = + Tần số của hiệu điện thế xoay chiều : m Bq f .2 . Π = 3. Phân loại phóng xạ : a. Phân loại theo hạt hoạc loại tia mà hạt nhân phân rã Phóng xạ α : - Bản chất : Là chùm hạt nhân nguyên tử He 4 2 mang điện tích dương - Tính chất : + Ion hoá môi trường mạnh : Khi hạt α đi trong môi trường vật chấtnó va chạm và làm Ion hoá các phân tử khí. Cứ mỗi lần va chạm nó lại mất đi một phần nhỏ năng lượng nên tầm bay của tia α trong không khí là không dài + Khả năng đâm xuyên yếu ; Không xuyên qua được một tấm thuỷ tinh mỏng + Năng lượng của tia α : MeVW ~ α Phóng xạ β : Có 2 loại: phóng xạ − β và + β + Bản chất: Phóng xạ − β : Là chùm hạt electron( e - ) Phóng xạ + β : Là chùm hạt pozitron( e + ) có khối lượng bằng và điện tích ngược dấu với electron → phản hạt electron + Tính chất: - Ion hoá môi trường kém - Khả năng đâm xuyên của tia β mạnh hơn so với tia α - Năng lượng của tia β : MeVW ~ β Phóng xạ γ : - Bản chất: là bức xạ điện từ có bước sóng cực ngắn ( λ < 10 -2 A 0 ) - Tính chất: + Ion hoá môi trường kém + Khả năng đâm xuyên rất mạnh: Có thể xuyên qua lớp chì dày hàng đềximét + Năng lượng của tia γ : MeVW ~ γ - Ứng dụng : Ủ khoai tây. b.Phân loại theo nguồn gốc: + Phóng xạ tự nhiên: Những hạt nhân đồng vị phóng xạ có sẵn trong thiên nhiên + Phóng xạ nhân tạo: Những hạt nhân đồng vị phóng xạ thu được bằng phản ứng hạt nhân 4. Thời gian sống trung bình τ : - Lúc t = 0 nguòn phóng xạ chứa N 0 hạt nhân phóng xạ - Từ khoảng thời gian t đến t + dt số hạt nhân phân rã là: dtNdN λ = - Những hạt nhân này có cùng một thời gian sống là t nên thời gian sống tổng cộng của chúng là: t.dN = t. λ .N.dt ⇒ Thời gian sống của toàn bộ N 0 hạt nhân là: ∫ ∞ 0 . dttN λ Vậy thời gian sống trung bình là: ∫ ∞ == 0 0 1 . 1 λ λτ dttN N C. Các dạng bài tập và phương pháp giải Dạng 1: Cấu tạo của hạt nhân 1. Phương pháp giải: Bước1: Xác định số proton Z Bước2: Xác định số nơtron N Bước3: Xác định khối lượng của hạt nhân : m hn = m – Zm e Khối lượng riêng của hạt nhân : S = hn m V , ( V = 3 4 3 .rπ ) 2. Bài tập ví dụ: Hãy cho biết thành phần cấu tạo của hạt nhân rađi 226 88 Ra .Hãy tính ra kg khối lượng của 1 mol hạt nhân rađi và khối lượng của 1 mol hạt nhân rađi.Cho biết khối lượng nguyên tử của rađi là: m = 226,0254u và m e = 0,00055u . Biết bán kính hạt nhân rađi được xác định bằng công thức r = 1,4. 1 2 A (10 15 m ).Hãy tính khối lượng riêng của hạt nhân rađi. Giải: Cấu tạo của hạt nhân rađi: - Số proton Z = 88 - Số nơtron N = A – Z = 226 – 88 = 138 m = 226,0254u = 375,2.10 -27 kg Khối lượng của 1 mol nguyên tử rađi là : m.N A = 225,977u ; 375,12.10 -27 kg Khối lượng của 1 mol hạt nhân rađi : m hn .N A ; 225,82 g - Thể tích của hạt nhân rađi : V = 4 3 3 .rπ = 3 45 4 .(1,4) .10 3 − π A - Khối lượng riêng của hạt nhân rađi : S = 17 hn m 1,45.10 V ; kg/m 3 Dạng 2 : Tìm lượng chất phóng xạ : 1. Phương pháp giải : - Bước 1 : Áp dụng định luật phóng xạ tính khối lượng còn lại sau phóng xạ - Bước 2 : Tính lượng chất đã bị phân rã phóng xạ 0 m m m∆ = − - Bước 3 : Tính số nguyên tử côban đã bị phân rã : A 1 m.N N A ∆ ∆ = - Bước 4 : Số nguyên tử được tạo thành đúng bằng số nguyên tử bị phân rã trong cùng một khoảng thời gian 2. Bài tập ví dụ : Ban đầu có 1 kg chất phóng xạ cô ban 60 27 Co , chu kì bán rã T = 5,33 năm. a. Hỏi sau 15 năm, chất co ban còn lại bao nhiêu?. Biết rằng sau khi phân rã phóng xạ co ban biến thành nicken 60 28 Ni . Hãy tính khối lượng Ni được tạo thànhtrong khoảng thời gian đó. b. Sau bao lâu khối lượng cô ban chỉ còn bằng 10 g c. Sau bao lâu khối lượng cô ban chỉ còn 62,5 g Giải: a. Áp dụng định luật phóng xạ m= .t 0 m .e −λ Thay số: m = 1. 0,693.15 0,693 .t 1,95 5,33 T e e e 0,14 − − − = = = kg - Lượng chất cô ban đã bị phân rã phóng xạ: 0 m m m 0,86∆ = − = kg = 860 g - Số nguyên tử cô ban đã bị phân rã A 1 m.N N A ∆ ∆ = Số nguyên tử niken được tạo thành đúng bằng số nguyên tử côban bị phân rã trong cùng một khoảng thời gian. Vì vậy khối lượng niken được tạo thành là: Ni Ni Ni Ni A 1 m.A 1 m N.A .u N.A . N A ∆ = ∆ = ∆ = Ni m m 860g= ∆ = b. Ta có: t 0 m 0.01 e m 1 −λ = = , suy ra λ .t = ln100t → t = ln100 ln100.T 4,62.5,33 35,53 0,693 0,693 = = = λ năm Sau 35,53 năm khối lượng côban chỉ còn lại 10g c. Ta nhận xét rằng 4 0 m 1000 16 2 m 62,5 = = = Áp dụng công thức định luật phóng xạ 0 m m m = , ta có t 4 T = Hay t = 4T = 21,32 năm Nhận xét : Tuỳ trường hợp cụ thể mà áp dụng các công thức cụ thể của định luật phóng xạ : t 0 m m .e −λ = (1) hoặc 0 t T m m 2 = (2) Dĩ nhiên áp dụng công thức (2) thì phép tính đơn giản hơn. Nhưng đa số trường hợp phải sử dụng công thức (1). Dạng 3: Tìm chu kì bán rã : 1. phương pháp giải Bước 1 : Viết biểu thức định luật phân rã phóng xạ : N = t 0 N .e −λ Bước 2 : Tính số hạt nhân bị phân rã Bước 3 : Từ định luật phóng xạ tìm được chu kì bán rã T 2. Bài tập ví dụ : Nhờ 1 máy đếm xung người ta biết được thông tin sau đây về một chất phóng xạ. Ban đầu, trong thời gian 1 phút có 360 nguyên tử của 1 chất bị phân rã phóng xạ, nhưng 2 giờ sau ( kể từ thời điểm ban đầu ) thì trong 1 phút chỉ có 90 nguyên tử bị phân rã. Hãy xác định chu kì bán rã của chất phóng xạ đó ? Giải : Theo định luật phân rã phóng xạ : N = t 0 N .e −λ Số hạt nhân dN bị phân rã trong thời gian vô cùng nhỏ dt là : dN = .N.dtλ Coi khoảng thời gian t 1∆ = phút = 1 60 giờ là nhỏ so với chu kì T, ta có thể viết gần đúng : 0 0 N N . t 360∆ = −λ ∆ = (1) Và 1 1 N N . t 90∆ = −λ ∆ = (2) Với 0 N∆ và 1 N∆ là số hạt nhân bị phân rã ban đầu trong t 1∆ = phút, và hạt nhân bị phân rã, cũng trong thời gian t ∆ = 1 phút, sau 2 giờ Từ (1) và (2) ta suy ra : 1 2 0 N 90 1 1 N 360 4 2 = = = (3) Mặt khác theo định luật phóng xạ ta có : N 1 = 0 t T N 2 , hay 1 0 N N = t T 1 2 (4) Với t = 2h. Từ (3) và (4) ta tìm được : t T = 2 t 2 T 1h 2 2 → = = = Dạng 4 : Tính độ phóng xạ : 1.Phương pháp giải : Bước 1 : Viết công thức tính độ phóng xạ : H = t 0 .N .e −λ λ = H 0 . t e −λ Bước 2 : Tính số nguyên tử ban đầu phóng xạ N 0 Bước 3 : Tính độ phóng xạ ban đầu H 0 Bước 4 : Tính độ phóng xạ sau khoảng thời gian t 2. Bài tập ví dụ Khối lượng ban đầu của đồng vị phóng xạ natri 25 11 Na là 0,248 mg. Chu kì bán rã của natri là T = 62s. Tính độ phóng xạ ban đầu và đoọ phóng xạ sau 10 phút của nó. Sau bao lâu độ phóng xạ của nó chỉ còn bằng 1/5 độ phóng xạ ban đầu ? Giải : Độ phóng xạ : H = t 0 .N .e −λ λ Với 0 0 H .N= λ là độ phóng xạ ban đầu Số nguyên tử ban đầu có trong lượng phóng xạ đó là : 0 0 A m N .N A = Từ đó H 0 = 0 0 A m 0.693 .N . .N T A λ = Và ln2 t .t T T 0 0 H H .e H .2 − − = = Thay số ta được : H 0 = 6,65.10 18 Bq = 1,63.10 8 Ci H = 1,63.10 5 Ci Gọi t 1 là khoảng thời gian sau đó độ phóng xạ chỉ còn bằng 1/5 độ phóng xạ ban đầu,ta có : 0 H H 5 = t 0 H .e −λ = Suy ra t 1 = ln5 ln 5.T 143s 0.693 = λ ; Dạng 5 : Xác định thời gian tồn tại(hoặc tuổi) của 1 vật cổ 1.Phương pháp giải : Bước 1 : Tóm tắt bài toán Bước 2 : Áp dụng công thức : H = H 0 . t e −λ Bước 3 : Thay số tìm t 2. Bài tập ví dụ : Bài 1 : Tính tuổi của một tượng cổ bằng gỗ biết rằng độ phóng xạ β của nó bằng 0,77 lần độ phóng xạ của một khúc gỗ cùng khối lượng và vừa mới chặt.Biết chu kì bán rã của C14 là 5600 năm. Giải : Gọi H là độ phóng xạ của tượng gỗ,H 0 là độ phóng xạ của tượng gỗ lúc ban đầu, cuũng chính là độ phóng xạcủa khúc gỗ cùng khối lượng vừa mới chặt, ta có : H = 0,77 H 0 Áp dụng công thức H = H 0 . t e −λ ta cố t e 0,77 t ln 0,77 −λ = → λ = − ln 0,77 0,26 t = − = λ λ Biết 0,693 0,693 T 5600 λ = = ( 1/năm ) Ta được 0,26.5600 t 2100 0,693 = ; năm Vậy tuổi của tượng gỗ là 2100 năm Bài 2 : Một mẫu than củi còn lại từ thời cổ đại có khối lượng 5g, có chứa các bon C14 với độ phóng xạ bằng 63 phân rã / phút. Cho biết một khúc cây còn sống có khối lượng 1g có độ phóng xạ bằng 15,3 phân rã / phút.Chu kì bán rã của các bon C14 bằng 5730 năm. Hỏi mẫu than củi có khối lượng bằng bao nhiêu ? Giải : Vì độ phóng xạ được tính : H = .Nλ tỉ lệ với số hạt nhân nên tỉ lệ với khối lượng chất. Vậy, một mẫu than củi có khối lượng 1g có độ phóng xạ bằng : 63 H 12,6 5 = = phân rã / phút. Khi mẫu này còn sống, độ phóng xạ H 0 của nó cũng bằng độ phóng xạ của khúc cây có khối lượng 1g còn sống hiên nay nên : 0 H =15,3 phân rã / phút Vì ta có : t 0 H H .e −λ = Nên : t e −λ 0 H 12,6 0,8235 H 15,3 = = = ln 2 t .t ln 0.8235 T ⇒ −λ = − = ln0,8235 t .T ln 2 ⇒ = − = ln0,8235 .5730 ln 2 − = 1605,3 năm Vậy, tuổi của mẫu than củi bằng 1605,3 năm Dạng 6 : Áp dụng các định luật bảo toàn cho phản ứng hạt nhân : 1.Phương pháp giải : Bước 1 : Viết phương trình phản ứng hạt nhân Bước 2 : Áp dụng các định luật bảo toàn điện tích, số khối Bước 3 : Năng lượng của phản ứng hạt nhân Bước 4 : Áp dụng các định luật bảo toàn năng lượng , động lượng để tìm các đại lượng chưa biết 2. Bài tập ví dụ : Cho một chùm các hạt α có động năng E α = 4 MeV bắn vào các hạt nhân nhôm 27 13 Al đứng yên, người ta thấy có các hạt nơtron sinh ra chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của các hạt α a.Viết phương trình phản ứng hạt nhân. Phản ứng này toả hay thu năng lượng. Tính lượng năng lượng toả ra hoặc thu đó. b. Tính động năng E 1 của nơtron và động năng E 2 của hạt nhân được sinh ra sau phản ứng. Cho biết khối lượng các hạt nhân : m 4,0015u α = , Al p n m 26,97435u, m 29,97005u,m 1,00867u= = = Giải : a. Phương trình phản ứng hạt nhân : 4 27 1 A 2 13 0 Z He Al n X+ → + Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối ta dược : Z = 15 ; A = 30. Đó là hạt nhân đồng vị photpho 30 15 P được tạo thành sau phản ứng. Năng lượng của phản ứng hạt nhân : 2 2 0 Al n P E (M M)c (m m m m )c α ∆ = − = + − − Thay số ta được : Q = -2,7 MeV Phản ứng thu năng lượng b. Áp dụng các định luật bảo toàn động lượng và năng lượng,ta có : 1 2 P P P α = + ur ur uur (1) 2 2 Al n p 1 2 E (m m )c (m m )c E E α α + + = + + + Trong đó 1 2 P ,P ,P α uur ur uur lần lượt là các vectơ động lượng của hạt α , hạt nơtron và hạt nhân photpho. Từ (2) ta có 1 2 E Q E E α + = + (3) Vì hạt notron chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của hạt α nên ta có : 2 2 2 1 2 P P P α + = Hay,bởi vì E = 2 n 1 p 2 P ,2m E 2m E 2m E 2m α α + = n 2 1 p p m m E E E m m α α ⇒ = + (4) Thay (4) vào (3) ta có : [...]... 142 notron và 92 proton D Cả B và C đều đúng 2.2 Chọn câu sai trong các câu nhận xét sau về phản ứng phóng xạ trên : A Vận tốc của hạt α tỉ lệ nghịch với khối lượng hạt này B Đó là phản ứng toả năng lượng A C Động năng của hạt α và của hạt nhân Z X tỉ lệ với độ hụt khối A D Động năng của hạt nhân Z X lớn hơn động năng của hạt α A 2.3 Động năng của hạt α và của hạt nhân Z X lần luợt bằng : A 5,492 MeV... quay hạt proton được gia tốc 2N lần, mỗi lần chịu một hiệu điện thế U Do đó khi đi ra khỏi máy có thể có hạt chịu tác dụng của một hiệu điện thế U’ = 2NU và hạt proton thu được động năng E như vừa tính ở trên Ta có: qU’ = E = q.2NU ⇒N= E = 32 vòng 2qU D Bài tập trắc nghiệm: 1.1 Hạt nhân phóng xạ urani thành hạt nhân radi 226 88 238 92 U phát ra một số hạt α và một số hạt β− để biến Ra Ta có: A Hai hạt. .. tắc dịch chuyển viết phương trình phản ứng hạt nhân Bước 2 : Áp dụng các định luật bảo toàn số khối và điện tích Bước 3 : Áp dụng định luật bảo toàn động lượng tính năng lượng hoặc vận tốc hạt 2 Bài tập ví dụ : 27 Cho các hạt α có động năng E α = 4 MeV va chạm với các hạt nhân nhôm 13 Al đứng yên Sau phản ứng có 2 loại hạt được sinh ra là hạt nhân X và notron Hạt notron sinh ra có phương chuyển động... A 5,492 MeV và 0,094 MeV B 0,094 MeV và 5,492 MeV C Cả A và B đều đúng D Cả câu A và B đều sai 12 3 Hạt nhân các bon 61 C đứng yên, có khối lượng 11,9967u, được phân tách làm ba hạt X như nhau có khối lượng 4,0015u Cho 1u = 931,5 MeV/c2 3.1 Mỗi hạt X có : A 4 proton và 2 hạt nhân B 2 proton và 2 notron C 2 notron và 4 proton D Cả A,B,C đều sai 3.2 Chọn câu khẳng định đúng nhất trong các câu sau : A... lượng poloni gấp 4lần khối lượng chì Chu kì bán rã của ngày 210 84 Po là 138 Chọn câu sai trong các khẳng định sau : A 210 84 Po là chất phóng xạ α B Số hạt nhân 206 82 Pb bằng ¼ số hạt nhân 210 84 C Số hạt nhân 210 84 Po đã phân rã bằng 4/5 số hạt nhân Po 210 84 Po có lúc đầu D Tuổi của mẫu chất là 44,426 ngày 5.Đồng vị urani 238 92 U phóng xạ α và β để thành đồng vị chì 206 Pb Trong một mẫu 82 206... chì 206 bằng 37 chu kì bán rã của urani 238 là 4,5.109 năm 5.1 Chọn câu trả lời đúng nhất : A Đồng vị urani 238 phát ra 8 hạt α và 6 hạt β− B Đồng vị urani 238 phát ra 8 hạt α và 6 hạt β+ C Đồng vị urani 238 phát ra 4 hạt α và 16 hạt proton D Đồng vị urani 238 phát ra 4 hạt α và 16 hạt notron 5.2 Chọn câu trả lời đúng nhất : A Tuổi của mẫu đá bằng 1,73.108 năm B Tuổi của mẫu đá bằng 1,73.107 năm C Ta... phương chuyển động vuông góc với phương chuyển động của các hạt α a Viết ptpư hạt nhân ? b Tính động năng của hạt nhân X và động năng của notron được sinh ra sau phản ứng ? Giải : 4 27 1 A Phương trình phản ứng là : 2 He + 13 Al → 0 n + Z X Theo định luật bảo toàn số nuclôn và bảo toàn điện tích ta tìm được : A = 30, và Z = 15 Vậy X là hạt nhân 30 15 P 4 27 1 30 Và phương trình phản ứng đầy đủ là :... 2qU D Bài tập trắc nghiệm: 1.1 Hạt nhân phóng xạ urani thành hạt nhân radi 226 88 238 92 U phát ra một số hạt α và một số hạt β− để biến Ra Ta có: A Hai hạt α và 2 hạt β− B Ba hạt α và hai hạt β− C Ba hạt α và ba hạt β− D Ba hạt α và bốn hạt β− 1.2 Cho biết proton và notron có khối lượng lần lượt là 1,0073u và 1,0087u, khối 4 4 lượng của 2 He là 4,0015u, 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết của 2 He... của hạt proton Bước 3 : Lập luận đưa ra phương trình cần tính toán Bước 4 : Giải các phương trình để tìm kết quả 2 Bài tập ví dụ : Giữa 2 phần bán nguyên của một máy gia tốc xiclotron có bán kính R = 50cmngười ta đặt một hiệu điện thế xoay chiều U = 80kV có tần số f = 10MHz Một chùm hạt protonđược gia tốc trong máy này a Xác định cảm ứng từ B của máy gia tốc b Tính vận tốc và động năng của mỗi hạt. .. phản ứng : ∆E = (m α + m Al − m n − m p ).c Thay số ta được : ∆E = −2,98MeV b.Theo định luật bảo toàn năng lượng : Wα + ∆E = Wn + WP (1) Trong đó Wα , Wn , WP tương ứng là động năng của hạt α , của notron và của hạt nhân photpho ur u ur u ur u Theo định luật bảo toàn động lượng : m α vα = m n v n + m P v P ur u ur u ur u → m α vα − m n v n = m P v P ur ur u u ur ur u u Bình phương 2 vế và lưu ý rằng . Chuyên đề 7: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ A. Kiến thức cơ bản cần nhớ I. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử 1. Cấu tạo: Hạt nhân X A Z gồm Z proton. một số hạt α và một số hạt − β để biến thành hạt nhân radi 226 88 Ra . Ta có: A. Hai hạt α và 2 hạt − β B. Ba hạt α và hai hạt − β C. Ba hạt α và ba hạt −