Chuyen de vat ly hat nhan DH

Để đo chu kỳ của một chất phóng xạ người ta cho máy đếm xung bắt đầu đếm từ thời điểm t 0 =0.. Xác định chu kỳ bán rã của chất phóng xạ này..[r]

Trang

CHƯƠNG VẬT LÝ HẠT NHÂN

A: TÓM TẮT LÝ THUYẾT

§ CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ- ĐỘ HỤT KHỐI I CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

1 Cấu hạt nhân nguyên tử : Hạt nhân cấu tạo hai loại hạt sơ cấp gọi nuclôn gồm:

Hạt sơ cấp

(nuclon) Ki hi

ệu Khối lượng theo kg Khối lượng theo u 1u =1,66055.10 -27 kg

Điện tích Prơtơn: p 1H

1

= mp = 1,67262.10−27kg mp =1,00728u +e Nơtrôn:

0

n= n mn =1,67493.10−27 kg mn =1,00866u khơng mang điện tích

1.1 Kí hiệu hạt nhân: ZAX

- A= số nuctrôn : số khối

- Z= số prơtơn = điện tích hạt nhân (nguyên tử số)

- N =A Z− : số nơtrơn

1.2 Bán kính hạt nhân nguyên tử:

1 15 1,2.10

R= − A (m)

Ví dụ: + Bán kính hạt nhân 11H H: R = 1,2.10-15m + Bán kính hạt nhân 1327AlAl: R = 3,6.10-15m

2.Đồng vị ngun tử có số prơtơn (Z), khác số nơtrôn (N) hay khác số nuclôn (A)

Ví dụ: Hidrơ có ba đồng vị: 11H ; 12H (12D) ; 13H ( )31T + Đồng vị bền : thiên nhiên có khoảng 300 đồng vị

+ Đồng vị phóng xạ ( khơng bền): có khoảng vài nghìn đồng vị phóng xạ tự nhiên nhân tạo

3.Đơn vị khối lượng nguyên tử

- u: có giá trị 1/12 khối lượng đồng vị cacbon 12 6C

- 1 1 12. 1 . 12 23 1,66055 10 27 931,5 / 12 12 6,0221.10

−

= = ≈ =

A

u g g kg MeV c

N ;

13 1 1,6 10−

=

MeV J

Khối lượng năng lượng: Hệ thức Anhxtanh lượng khối lượng: E = mc2 => m = 2 c

E => khối lượng có thểđo đơn vị lượng chia cho c2: eV/c2 hay MeV/c2

-Theo Anhxtanh, vật có khối lượng m0 trạng thái nghỉ chuyển động với tốc độ v, khối lượng tăng lên thành m với: m =

2

c v m

−

m0 gọi khối lượng nghỉ m gọi khối lượng động

5.Một số hạt thường gặp: Tên gọi Kí hiệu Cơng thức Ghi

prôtôn p 11H hay

1

1p hiđrô nhẹ

đơteri D 12H hay

2

1D hiđrô nặng

triti T 13H hay

3

1T hiđrô siêu nặng

anpha α 24He Hạt Nhân Hêli

bêta trừ β- −01e electron

bêta cộng β+ +01e Pôzitôn (phản electron)

nơtron n 01n không mang điện

nơtrinô ν không mang điện, m0 = 0, v ≈ c

+

-

Ngun tử Hidrơ, Hạt nhân có nuclơn prơtơn

Hạt nhân Hêli có nuclôn: prôtôn nơtrôn

+ +

II ĐỘ HỤT KHỐI – NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN 1 Lực hạt nhân

- Lực hạt nhân lực tương tác nuclơn, bán kính tương tác khoảng 10 15 m −

- Lực hạt nhân không chất với lực hấp dẫn hay lực tĩnh điện; lực tương tác mạnh 2 Độ hụt khối ∆m của hạt nhân A

ZX

Khối lượng hạt nhân mhn nhỏ tổng khối lượng nuclôn tạo thành hạt nhân lượng ∆m: Khối lượng hạt nhân Khối lượng Z Prôtôn Khối lượng N Nơtrôn Độ hụt khối ∆m

mhn (mX) Zmp (A – Z)mn ∆m = Zmp + (A – Z)mn – mhn

3 Năng lượng liên kết Wlk của hạt nhân ZAX

- Năng liên kêt lượng tỏa tạo thành hạt nhân (hay lượng thu vào để phá vỡ hạt nhân thành nuclôn riêng biệt) Công thức :Wlk = ∆m c. Hay :

2

. . .

lk p n hn

W =Z m +N m −m  c 4.Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

- Năng lượng liên kết riêng lượng liên kết tính nuclơn ε = Wlk A - Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vững

- Ví dụ: 2856Fe có năng lượng liên kết riêng lớn ε = Wlk

A =8,8 (MeV/nuclơn) § PHẢN ỨNG HẠT NHÂN I PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

- Phản ứng hạt nhân trình dẫn tới biến đổi biến đổi hạt nhân 11 22 33 44

A A A A

Z X + Z X → Z X + Z X hay

1

1

A A A A

Z A+ Z B→ Z C+ Z D

- Có hai loại phản ứng hạt nhân

+ Phản ứng tự phân rã hạt nhân khơng bền thành hạt nhân khác (phóng xạ) + Phản ứng tương tác hạt nhân với dẫn đến biến đổi thành hạt nhân khác Chú ý: Các hạt thường gặp phản ứng hạt nhân:11p=11H ; 01n; 24He=α ;

1e

β− −

= ; β 01e +

+

=

II CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

1 Định luật bảo tồn số nuclơn (số khối A) A1+A2 =A3+A4

2 Định luật bảo toàn điện tích (nguyên tử số Z) Z1+Z2 =Z3+Z4

3 Định luật bảo toàn động lượng: ∑Pt =∑Ps

4 Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần W t = Ws

Chú ý:-Năng lượng toàn phần hạt nhân: gồm lượng nghỉ lượng thông thường( động năng): 2

2

W =mc + mv - Định luật bảo toàn lượng tồn phần viết:

Wđ1 + Wđ2 + m1.c2 + m2.c2 = Wđ3 + Wđ4 + m3.c2 + m4.c2 => (m1+ m2 - m3 - m4) c2= Wđ3 + Wđ4 - Wđ1 - Wđ2 = Q tỏa /thu - Liên hệ động lượng động P2 =2mWd hay

2 d

P W

m

=

III.NĂNG LƯỢNG TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN:

+ Khối lượng trước sau phản ứng: m0 = m1+m2 m = m3 + m4

+ Năng lượng W: -Trong trường hợp m kg( ) ; W J( ): W =(m0 −m)c2 =(∆m−∆m0)c2 (J) -Trong trường hợp m u( ) ; W MeV( ): W =(m0−m)931,5=(∆m−∆m0)931,5

Trang § PHĨNG XẠ

I PHĨNG XẠ:

Phóng xạ tượng hạt nhân khơng bền vững tự phân rã, phát tia phóng xạ biến đổi thành hạt

nhân khác

II CÁC TIA PHÓNG XẠ

1.1 Các phương trình phóng xạ:

- Phóng xạ α(24He): hạt nhân lùi hai ô so với hạt nhân mẹ bảng tuần hoàn: 24 42

A A

ZX He Z Y − −

→ +

- Phóng xạ β−( )01e

− : hạt nhân tiến ô so với hạt nhân mẹ bảng tuần hoàn:

0

1

A A

ZX→−e+Z+Y - Phóng xạ β+( )01e

+ : hạt nhân lùi ô so với hạt nhân mẹ bảng tuần hoàn:

0

1

A A

ZX→+e+ Z−Y - Phóng xạ γ : Sóng điện từ có bước sóng ngắn: ZAX* → 00γ + ZAX

1.2 Bản chất tính chất của loại tia phóng xạ

Loại Tia Bản Chất Tính Chất

(α) -Là dòng hạt nhân nguyên tử Heli (

2He), chuyển động với vận tốc cỡ 2.107m/s

-Ion hoá mạnh -Đâm xuyên yếu (β-) -Là dòng hạt êlectron (−01e), vận tốc ≈c

(β+) -Là dòng h0 ạt êlectron dương (còn gọi pozitron)

(+ e), vận tốc ≈c

-Ion hoá yếu đâm xuyên mạnh tia α

(γ) -Là xạ điện từ có bước sóng ngắn (dưới 10 -11

m), hạt phơtơn có lượng cao -Ion hoá yếu nhất, đâm xuyên mạnh III CÁC ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ

Chu kì bán rã của chất phóng xạ (T)

Chu kì bán rã thời gian để nửa số hạt nhân có lượng chất phóng xạ bị phân rã, biến đổi thành hạt nhân khác

2 Hằng số phóng xạ: ln T

λ= (đặc trưng cho loại chất phóng xạ) 3 Định luật phóng xạ:

Theo số hạt (N) Theo khối lượng (m) Độ phóng xạ (H) (1 3, 7.1010 )

Ci= Bq

Trong trình phân rã, số hạt

nhân phóng xạ giảm theo thời gian :

Trong trình phân rã, khối lượng hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian :

- Đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu chất phóng xạ

- Số phân rã giây ( ) 0.2 0.

− −

= =

t

t T

t

N N N eλ ( ) = 0.2− = 0. −

t

t T

t

m m m e λ ( ) 0.2 0.

−

−

= =

t

t T

t

H H H e λ

H =λN

N : số hạt nhân phóng xạở thời điểm ban đầu

( )t

N : số hạt nhân phóng xạ lại sau thời gian t

0

m : khối lượng phóng xạở thời điểm ban đầu

( )t

m : khối lượng phóng xạ lại sau thời gian t

0

H : độ phóng xạở thời điểm ban đầu ( )t

H :độ phóng xạ cịn lại sau thời gian t

Hay:

Đại lượng Còn lại sau thời gian t Bị phân rã sau thời gian t N/N0 hay m/m0

(N0 – N)/N0 ; (m0 – m)/m0 Theo số hạt N

N(t)= N0 e-λλλtλ; N(t) = N0 T

t −

2

N0 – N = N0(1- e-λλλtλ )

T t −

2

(1- e-λλλtλ )

Theo khối lượng

(m) m= m

0 e-λλλt λ; m(t) = m0 T

t −

2

m0 – m = m0(1- e-λλλλt )

T t −

2

* Độ phóng xạ: của lượng chất phóng xạđặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu nó, xác định

bởi số hạt nhân bị phân rã giây: H = -

t N

∆

∆ = λ

λ λ

λN = λλλ Nλ 0 T t −

2 = λλλλN0e-λλλλt

hay H = H0 T t −

2 = H0e-λλλλt

Đơn vịđo độ phóng xạ becơren (Bq): Bq = phân rã/giây

Thực tế dùng đơn vị curi (Ci): Ci = 3,7.1010 Bq, xấp xĩ độ phóng xạ gam rađi

IV ỨNG DỤNG CỦA CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ

- Theo dõi trình vận chuyển chất phương pháp nguyên tửđánh dấu - Dùng phóng xạ γ tìm khuyết tật sản phẩm đúc, bảo quản thực phẩm, chữa bệnh ung thư … - Xác định tuổi cổ vật

§ PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH - PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH I PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH

Phản ứng phân hạch: hạt nhân nặng Urani (23592U ) hấp thụ nơtrôn chậm vỡ thành hai hạt nhân trung bình, với vài nơtrôn sinh

1

235 236

92 92 200

A A

Z Z

U+ n → U → X+ X + k n + MeV

2 Phản ứng phân hạch dây chuyền: Nếu phân hạch tiếp diễn thành dây chuyền ta có phản ứng phân hạch dây chuyền, số phân hạch tăng lên nhanh thời gian ngắn có lượng lớn tỏa Điều kiện để xảy phản ứng dây chuyền: xét số nơtrơn trung bình k sinh sau phản ứng phân hạch (k hệ số nhân nơtrơn)

- Nếu k<1: phản ứng dây chuyền xảy

- Nếu k=1: phản ứng dây chuyền xảy điều khiển - Nếu k>1: phản ứng dây chuyền xảy không điều khiển

- Ngoài khối lượng 23592U phải đạt tới giá trị tối thiểu gọi khối lượng tới hạn mth Nhà máy điện hạt nhân (nguyên tử)

Bộ phận nhà máy điện hạt nhân lò phản ứng hạt nhân PWR

(Xem sách GK CƠ BẢN trang 199 nhà XB-GD 2007, SGK NC trang 285-287 Nhà XB-GD-2007) II PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH

1 Phản ứng nhiệt hạch

Phản ứng nhiệt hạch phản ứng kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng 12H+12H→23H+01n+3,25Mev

2 Điều kiện xảy phản ứng nhiệt hạch

- Nhiệt độ cao khoảng từ 50 triệu độ tới 100 triệu độ

- Hỗn hợp nhiên liệu phải “giam hãm” khoảng không gian nhỏ

3 Năng lượng nhiệt hạch

- Tuy phản ứng nhiệt hạch tỏa lượng phản ứng phân hạch tính theo khối lượng nhiên liệu phản ứng nhiệt hạch tỏa lượng lớn

- Nhiên liệu nhiệt hạch vơ tận thiên nhiên: đơteri, triti nhiều nước sông biển

- Về mặt sinh thái, phản ứng nhiệt hạch so với phản ứng phân hạch khơng có xạ hay cặn bã phóng xạ làm nhiễm mơi trường

Ngun tắc thành cơng: Suy nghĩ tích cực; Cảm nhận đam mê; Hành động kiên trì !

Chúc em học sinh THÀNH CÔNG học tập!

Sưu tầm chỉnh lý: GV: Đoàn Văn Lượng

Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com; ℡

℡ ℡

Trang B CÁC HẰNG SỐ VẬT LÝ ĐỔI ĐƠN VỊ VẬT LÝ :

1.Các hằng số vật lí :

+Với máy tính cầm tay, ngồi tiện ích tính tốn thuận lợi, thực phép tính nhanh, đơn giản xác phải kể tới tiện ích tra cứu một số hằng số vật lí đổi sốđơn vị vật lí Các số vật lí cài sẫn nhớ máy tính với đơn vị hệđơn vị SI

+Các sốđược cài sẵn máy tinh cầm tay Fx570MS; Fx570ES; 570ES Plus lệnh: [CONST]

Number [0 ∼∼∼∼40] ( xem mã lệnh nắp máy tính cầm tay )

2.Lưu ý: Khi tính tốn dùng máy tính cầm tay, tùy theo yêu cầu đề nhập trực tiếp số từđề

bài cho , muốn kết xác nên nhập hằng số thơng qua mã lệnh CONST

[0∼∼∼∼ 40] đã cài đặt sẵn máy tinh! (Xem thêm bảng HẰNG SỐ VẬT LÍ dưới đây) Các số thường dùng là:

Hằng số vật lí Mã số Cách nhập máy :

Máy 570MS bấm: CONST 0∼∼∼∼ 40 =

Máy 570ES bấm: SHIFT 7 0∼∼∼∼ 40 =

Giá trị hiển thị

Khối lượng prôton (mp) 01 Const [01] = 1,67262158.10-27 (kg)

Khối lượng nơtron (mn) 02 Const [02] = 1,67492716.10-27 (kg)

Khối lượng êlectron (me) 03 Const [03] = 9,10938188.10-31 (kg)

Khối lượng 1u (u) 17 Const [17] = 1,66053873.10-27 (kg)

Hằng số Farađây (F) 22 Const [22] = 96485,3415 (mol/C)

Điện tích êlectron (e) 23 Const [23] = 1,602176462.10-19 (C)

Số Avôgađrô (NA) 24 Const [24] = 6,02214199.1023 (mol-1)

Tốc độ ánh sáng chân không (C0) hay c

28 Const [28] = 299792458 (m/s)

+ Đổi đơn vị ( không cần thiết lắm):Với mã lệnh ta tra bảng in nắp máy tính +Đổi đơn vị: 1eV =1,6.10-19J 1MeV=1,6.10-13J

+Đổi đơn vị từuc2 sang MeV: 1uc2 = 931,5MeV

(Máy 570ES: SHIFT 7 17 x SHIFT 7 28 x2 : SHIFT 7 23 : X10X = hi

ển thị 931,494 ) - Máy 570ES bấm Shift 8 Conv [mã số] =

-Ví dụ : Từ 36 km/h sang ? m/s , bấm: 36 Shift 8 [Conv] 19 = Màn hình hiển thị : 10m/s

Máy 570MS bấm Shift Const Conv [mã số] =

Ngun tắc thành cơng: Suy nghĩ tích cực; Cảm nhận đam mê; Hành động kiên trì ! Chúc em học sinh THÀNH CÔNG học tập!

Sưu tầm chỉnh lý: GV: Đoàn Văn Lượng

Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com; ℡

℡ ℡

C: CÁC DẠNG BÀI TẬP

I.CẤU TẠO HẠT NHÂN- ĐỘ HỤT KHỐI VÀ NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT: Dạng : Xác định cấu tạo hạt nhân:

a.Phương Pháp: Từ kí hiệu hạt nhân ZAX ⇒ A,Z, N = A-Z

b.Bài tập

Bài 1: Xác định cấu tạo hạt nhân 23892U , 1123Na, 24He( Tìm số Z prơtơn số N nơtron)

+23892U có cấu tạo gồm: Z=92 , A = 238 ⇒ N = A – Z = 146 Đáp án: 23892U : 92 prôtôn ; 146 nơtron +1123Na gồm : Z= 11 , A = 23 ⇒ N = A – Z = 12 Đáp án: 1123Na: 11 prôtôn ; 12 nơtron +24He gồm : Z= , A = ⇒ N = A – Z = Đáp án: 1123Na: prôtôn ; nơtron

c.Trắc nghiệm:

Câu 1. Phát biểu sau đúng?

A Hạt nhân nguyên tử ZAX cấu tạo gồm Z nơtron A prôton B Hạt nhân nguyên tử ZAX cấu tạo gồm Z prôton A nơtron C Hạt nhân nguyên tử ZAX cấu tạo gồm Z prôton (A – Z) nơtron D Hạt nhân nguyên tử ZAX cấu tạo gồm Z nơtron (A + Z) prơton Câu 2. Hạt nhân 2760Co có cấu tạo gồm:

A 33 prôton 27 nơtron B 27 prôton 60 nơtron C 27 prôton 33 nơtron D 33 prôton 27 nơtron Câu 3: Xác định số hạt proton notron hạt nhân 147N

A 07 proton 14 notron B 07 proton 07 notron C 14 proton 07 notron D 21 proton 07 notron Câu 4: Trong nguyên tửđồng vị phóng xạ23592U có:

A 92 electron tổng số proton electron 235 B 92 proton tổng số proton electron 235 C 92 proton tổng số proton nơtron 235 D 92 proton tổng số nơtron 235

Câu 5: Nhân Uranium có 92 proton 143 notron kí hiệu nhân

A 32792U B 23592U C 23592U D 14392U Câu 6: Tìm phát biểu sai hạt nhân nguyên tử Al

A Số prơtơn 13 B Hạt nhân Al có 13 nuclôn.C Số nuclôn 27 D Số nơtrôn 14

Câu 7: Trong vật lý hạt nhân, bất đẳng thức so sánh khối lượng prôtôn (mP), nơtrôn (mn) đơn vị khối lượng nguyên tử u

A mP > u > mn B mn < mP < u C mn > mP > u D mn = mP > u Câu 8. Cho hạt nhân 115X Hãy tìm phát biểu sai

A Hạt nhân có nơtrơn B Hạt nhân có 11 nuclơn

C Điện tích hạt nhân 6e D Khối lượng hạt nhân xấp xỉ 11u

Câu 9(ĐH–2007): Phát biểu sai? A Các đồng vị phóng xạđều khơng bền

B Các ngun tử mà hạt nhân có số prơtơn có số nơtrơn (nơtron) khác gọi đồng vị C Các đồng vị nguyên tố có số nơtrơn khác nên tính chất hóa học khác D Các đồng vị ngun tố có vị trí bảng hệ thống tuần hoàn

Câu 10.(ĐH–CĐ-2010 ) So với hạt nhân 1429Si, hạt nhân 2040Ca có nhiều

A 11 nơtrôn prôtôn B nơtrôn prôtôn C nơtrôn prôtôn D nơtrôn 12 prôtôn Câu 11: (CĐ-2011) Hạt nhân 35

17Clcó:

Trang

Dạng : Xác định độ hụt khối, năng lượng liên kết hạt nhân, năng lượng liên kết riêng: a.Phương Pháp: +Sử dụng công thức độ hụt khối: ∆m=m−m0; m = Zmp+ Nmn

+Năng lượng liên kết: Wlk =Z m p +N m n−mhn.c2 = ∆m c +Năng lượng liên kết riêng: ε =

A Wlk

MeV/nuclon. Hay

A mc A

E ∆

= ∆ =

ε

+Chuyển đổi đơn vị từuc2 sang MeV: 1uc2 = 931,5MeV

Chú ý :+ So sánh : Hạt nhân có lượng liên kết riêng lớn bền vững

+ Hạt nhân có số khối từ 50 – 70 bảng HTTH thường bền nguyên tử hạt nhân lại

b.Bài tập

Bài :Khối lượng hạt 104Be mBe = 10,01134u, khối lượng nơtron mN = 1,0087u, khối lượng proton mP = 1,0073u Tính độ hụt khối hạt nhân 104Be bao nhiêu?

HD giải-Xác định cấu tạo hạt nhân 104Be có Z = 4proton, N= A-Z = 10-4= notron

- Độ hụt khối: ∆ =m Z m p+(A Z m− ) N −mhn = 4.1,0073u + 6.1,0087u – 10,01134u ∆m = 0,07u Đáp án: ∆m = 0,07u

Bài 2: Tính lượng liên kết hạt nhân Đơtêri 12D? Cho mp = 1,0073u, mn = 1,0087u, mD = 2,0136u; 1u = 931 MeV/c2 A. 2,431 MeV B. 1,122 MeV C. 1,243 MeV D 2,234MeV

HD Giải :Độ hụt khối hạt nhân D : ∆m = ∑ mp + ∑ mn─ mD = 1.mp +1.mn – mD = 0,0024 u Năng lượng liên kết hạt nhân D : Wlk = ∆m.c2 = 0,0024.uc2= 2,234 MeV ⇒ Chọn D

Bài 3 Xác định số Nơtrôn N hạt nhân: 24He Tính lượng liên kết riêng Biết mn = 1,00866u; mp = 1,00728u; mHe = 4,0015u

HD giải : Từ  

 = −

He Z A N

2 4− = =

⇒N Ta có ∆m=2(mp +mn)−4,0015=0,03038u ⇒∆E =0,03038uc2 =0,03038.931,5MeV =28,29MeV 7,07MeV

4 29 , 28

= =

⇒ε

Bài Cho 2656Fe Tính lượng liên kết riêng Biết mn = 1,00866u; mp = 1,00728u; mFe = 55,9349u

HD giải: + Ta có ∆m=26mp +30mn −55,9349=0,50866u

⇒∆E=0,50866uc2 =0,50866.931,5MeV=473,8MeV 8,46MeV 56

8 , 473

= =

⇒ε

Bài 5: Hạt nhân 104Becó khối lượng 10,0135u Khối lượng nơtrôn (nơtron) mn = 1,0087u, khối lượng prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 104Be

A 0,632 MeV B 63,215MeV C 6,325 MeV D 632,153 MeV

HD Giải :

-Năng lượng liên kết hạt nhân 104Be: Wlk = ∆m.c2 = (4.mP +6.mn – mBe).c2 = 0,0679.c2 = 63,249 MeV -Suy lượng liên kết riêng hạt nhân104Be: 63,125 6,325

10 lk

W

A = = MeV/nuclôn.Chọn: C.

Bài 6 Hạt nhân heli có khối lượng 4,0015 u Tính lượng liên kết riêng hạt nhân hêli Tính lượng tỏa tạo thành gam hêli Cho biết khối lượng prôton nơtron mp = 1,007276 u mn = 1,008665 u; u = 931,5 MeV/c2; số avôgađrô N

A = 6,022.1023 mol-1

HD Giải: εHe = A Wlk =

A

c m m Z A m

Z p n He

2 ) )

(

( + − −

=

4

5 , 931 ) 0015 , ) 008685 ,

1 007276 ,

1 (

( + −

= 7,0752 MeV; W =

M m

.NA.Wlk =

0015 ,

1

Bài 7 Tính lượng liên kết riêng hai hạt nhân 1123Na 2656Fe Hạt nhân bền vững hơn? Cho: mNa = 22,983734u; mFe = 55,9207u; mn = 1,008665 u; mp = 1,007276 u; 1u = 931,5 MeV/c2

HD Giải εNa = A Wlk

=

A

c m m Z A m

Z p ( ) n He)

( + − −

=

23

5 , 931 ) 983734 ,

22 008685 ,

1 12 007276 ,

1 11

( + −

= 8,1114 MeV; εFe =

56

5 , 931 ) 9207 , 55 008685 ,

1 30 007276 ,

1 26

( + −

= 8,7898 MeV; εFe > εNa nên hạt nhân Fe bền vững hạt nhân Na

Bài 8 Tìm lượng toả hạt nhân urani 234U phóng xạ tia

α tạo thành đồng vị thori 230Th Cho năng lượng liên kết riêng hạt α 7,10 MeV; 234U 7,63 MeV; 230Th 7,70 MeV

HD Giải Ta có: W = 230.εTh + 4.εHe - 234.εU = 13,98 MeV

Bài 9.Khối lượng nguyên tử của rađi Ra226 m = 226,0254 u

a/ Hãy thành phần cấu tạo hạt nhân Rađi ?

b/ Tính kg mol nguyên tử Rađi , khối lượng hạt nhân , mol hạt nhân Rađi?

c/ Tìm khối lượng riêng hạt nhân nguyên tử cho biết bán kính hạt nhân tính theo công thức : r = r0.A1/3 với r0 = 1,4.10—15m , A số khối

d/ Tính lượng liên kết hạt nhân , lượng liên kết riêng , biết mp = 1,007276u , mn = 1.008665u ; me = 0,00549u ; 1u = 931MeV/c2

HD Giải :

a/ Rađi hạt nhân có 88 prơton , N = A- Z = 226 – 88 = 138 nơtron

b/ Khối lượng nguyên tử: m = 226,0254u.1,66055.10—27 = 375,7.10—27 kg

Khối lượng mol : mmol = mNA = 375,7.10—27.6,022.1023 = 226,17.10—3 kg = 226,17g Khối lượng hạt nhân : mhn = m – Zme = 259,977u = 3,7524.10—25kg

Khối lượng 1mol hạt nhân : mmolhn = mnh.NA = 0,22589kg c/ Thể tích hạt nhân : V = 4πr3/3 = 4πr

03A/3

Khối lượng riêng hạt nhân : D = 3 17 3

3

10 45 ,

3 /

4 m

kg rr

m A

rr Am V

m p p

≈ =

=

π π

d/ Tính lượng liên kết hạt nhân : ∆E = ∆mc2 = {Zmp + (A – Z)mn – m}c2 = 1,8197u ∆E = 1,8107.931 = 1685 MeV

Năng lượng liên kết riêng : ε = ∆E/A = 7,4557 MeV

Bài 10:Biết khối lượng hạt nhân mC =12,000u;mα =4,0015u;mp =1,0073u;mn1,0087u

/ 931

1u = Mev c Năng lượng cần thiết tối thiểu để chia hạt nhân 126C thành ba hạt α theo đơn vị Jun A 6,7.10-13 J B 6,7.10-15 J C 6,7.10-17 J D 6,7.10-19 J

HD Giải: C12 He

Năng lượng phá hạt C12 thành hạt He: W = (Σ mrời - mhn )c2 = (3.4,0015 – 12) 931= 4.1895MeV Theo đơn vị Jun là: W = 4,1895 1,6.10-13 = 6,7032.10 -13J; Chọn A

Bài 11 : Cho biết mα= 4,0015u; mO =15,999 u; mp =1,007276u, mn =1,008667u Hãy xếp hạt nhân 24He, C

12

6 , 168O theo thứ tự tăng dần độ bền vững Câu trả lời là:

A 126C,24He,168O B 126C, 168O, 24He, C 24He, 126C, 168O D 24He,168O,126C

HDGiải: Đề không cho khối lượng 12C nhưng ý ởđây dùng đơn vị u, theo định nghĩa đon vị u bằng 1/12 khối lượng đồng vị12C ⇒ lấy khối lượng 12Clà 12 u

-Suy lượng liên kết riêng hạt nhân :

He : Wlk = (2.mp + 2.mn – m α )c2 = 28,289366 MeV ⇒ Wlk riêng = 7,0723 MeV / nuclon C : Wlk = (6.mp + 6.mn – mC )c2 = 89,057598 MeV ⇒ Wlkriêng = 7,4215 MeV/ nuclon O : Wlk = (8.mp + 8.mn – mO )c2 = 119,674464 meV ⇒ Wlk riêng = 7,4797 MeV/ nuclon

Trang

c.Trắc nghiệm:

Câu 1: Hạt nhân 2760Cocó khối lượng 59,919u Biết khối lượng prôton 1,0073u khối lượng nơtron 1,0087u Độ hụt khối hạt nhân 2760Co

A 0,565u B 0,536u C 3,154u D 3,637u Câu 2: Đồng vị phóng xạ cơban 60

27Co phát tia β

- tia γ Biết

Co n

m =55,940u;m =1, 008665u;mp =1,007276u Năng lượng liên kết hạt nhân côban bao nhiêu?

A 10

E 6, 766.10− J

∆ = B 10

E 3, 766.10− J

∆ = C 10

E 5, 766.10− J

∆ = D 10

E 7, 766.10− J ∆ =

Câu 3: Biết khối lượng hạt nhân U238 238,00028u, khối lượng prôtôn nơtron mP=1.007276U; mn = 1,008665u; 1u = 931 MeV/ c2 Năng lượng liên kết của Urani 238

92Ulà bao nhiêu?

A 1400,47 MeV B 1740,04 MeV C.1800,74 MeV D 1874 MeV

Câu4: Biết khối lượng prôtôn mp=1,0073u, khối lượng nơtron mn=1,0087u, khối lượng hạt nhân đơteri

mD=2,0136u 1u=931MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân nguyên tửđơteri 21D

A 1,12MeV B 2,24MeV C 3,36MeV D 1,24MeV

Câu5: Khối lượng hạt nhân 104 Belà 10,0113u; khối lượng prôtôn mp = 1,0072u, nơtron mn = 1,0086; 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân bao nhiêu?

A 6,43 MeV B 6,43 MeV C 0,643 MeV D Một giá trị khác Câu6: Hạt nhân 20

10Ne có khối lượng mNe =19,986950u Cho biết mp =1, 00726u;mn =1, 008665u;

1u=931,5MeV / c Năng lượng liên kết riêng 20

10Ne có giá trị bao nhiêu?

A 5,66625eV B 6,626245MeV C 7,66225eV D 8,02487MeV

Câu7: Tính lượng liên kết riêng hạt nhân37

17Cl Cho biết: mp = 1,0087u; mn = 1,00867u; mCl = 36,95655u; 1u = 931MeV/c2

A 8,16MeV B 5,82 MeV C 8,57MeV D 9,38MeV

Câu 8. Hạt nhân hêli (42He) có lượng liên kết 28,4MeV; hạt nhân liti (73Li) có lượng liên kết 39,2MeV; hạt nhân đơtêri (21D) có lượng liên kết 2,24MeV Hãy theo thứ tự tăng dần tính bền vững chúng: A liti, hêli, đơtêri B đơtêri, hêli, liti C hêli, liti, đơtêri D đơtêri, liti, hêli

Câu 9. Hạt α có khối lượng 4,0015u, biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023mol-1, 1u = 931MeV/c2 Các nuclôn kết hợp với tạo thành hạt α, lượng tỏa tạo thành 1mol khí Hêli

A 2,7.1012J B 3,5 1012J C 2,7.1010J D 3,5 1010J

Câu 10(ĐH–2007): Cho: mC = 12,00000 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10-27 kg; 1eV = 1,6.10-19 J ; c = 3.108 m/s Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C 12

6 thành nuclôn riêng biệt

A 72,7 MeV B 89,4 MeV C 44,7 MeV D 8,94 MeV

Câu 11(CĐ-2008): Hạt nhân Cl1737 có khối lượng nghỉ 36,956563u Biết khối lượng nơtrôn (nơtron) là1,008670u, khối lượng prôtôn (prôton) 1,007276u u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Cl1737

A 9,2782 MeV B 7,3680 MeV C 8,2532 MeV D 8,5684 MeV

Câu 12(ÐH– 2008): Hạt nhân 104Becó khối lượng 10,0135u Khối lượng nơtrơn (nơtron) mn = 1,0087u, khối lượng prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 104Be

A 0,6321 MeV B 63,2152 MeV C 6,3215 MeV D 632,1531 MeV Câu 13(CĐ- 2009): Biết khối lượng prôtôn; nơtron; hạt nhân 16

8 O 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng liên kết của hạt nhân 16

8 O xấp xỉ

A 14,25 MeV B 18,76 MeV C 128,17 MeV D 190,81 MeV Câu 14. (ĐH- CĐ-2010)Cho khối lượng prôtôn; nơtron; 40

18Ar ; 63Li là: 1,0073u; 1,0087u; 39,9525u; 6,0145 u 1u = 931,5 MeV/c2 So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 6

3Li lượng liên kết riêng hạt nhân 40 18Ar A lớn lượng 5,20 MeV B lớn lượng 3,42 MeV

Dạng 3: Tính số hạt nhân ngun tử số nơtron, prơtơn có m lượng chất hạt nhân a.PHƯƠNG PHÁP:

Cho khối lượng m số mol hạt nhânZAX Tìm số hạt p , n có mẫu hạt nhân

Nếu có khối lượng m suy số hạt hạt nhân X : N = NA A m

(hạt)

Số mol :

4 , 22

V N

N A m n

A

= =

= Hằng Số Avôgađrô: NA = 6,023.1023 nguyên tử/mol

Nếu có số mol suy số hạt hạt nhân X : N = n.NA (hạt)

+Khi đó: hạt hạt nhân X có Z hạt proton (A – Z ) hạt hạt notron =>Trong N hạt hạt nhân X có : N.Z hạt proton (A-Z) N hạt notron

b.BÀI TẬP

Bài 1: Biết số Avôgađrô 6,02.10 23 mol-1, khối lượng mol của hạt nhân urani 238U

92 238 gam / mol

Số nơtron 119 gam urani 23892Ulà : A 2,2.1025 h

ạt B.1,2.1025 hạt C 8,8.1025 hạt D 4,4.1025 hạt

HD Giải: Số hạt nhân có 119 gam urani 23892Ulà : N = NA A m

6,02.1023 3.01.1023 238

119

=

= hạt

Suy số hạt nơtron có N hạt nhân urani 23892U :

(A-Z) N = ( 238 – 92 ).3,01.1023 = 4,4.1025 hạt ⇒ Đáp án : D

Bài 2.Cho số Avôgađrô 6,02.10 23 mol-1 Số hạt nhân nguyên tử có 100 g Iốt 13152I :

A 3,952.1023 hạt B 4,595.1023 hạt C.4.952.1023 hạt D.5,925.1023 hạt

HD Giải :Số hạt nhân nguyên tử có 100 g hạt nhân I : N = 6,02.1023 131

100 NA = A m

hạt.⇒ Chọn B

c.TRẮC NGHIỆM:

Câu (CĐ- 2009): Biết NA = 6,02.1023 mol-1 Trong 59,50g 23892U có số nơtron xấp xỉ A 2,38.1023 B 2,20.1025 C 1,19.1025 D 9,21.1024

Câu 2(CĐ 2008): Biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 hạt/mol khối lượng hạt nhân số khối Số prơtơn (prơton) có 0,27 gam Al1327

A 6,826.1022 B 8,826.1022 C 9,826.1022 D 7,826.1022.

*Dạng : Cho tổng số hạt cơ bản hiệu số hạt mang điện nguyên tử ( Hạt mang điện gồm Prôtôn Electrôn)

Gọi tổng số hạt mang điện S, hiệu a, ta dễ dàng có cơng thức sau: Z = (S + a) : 4

Căn vào Z ta xác định nguyên tửđó thuộc ngun tố hóa học (cơng thức dễ chứng minh)

VD1: Tổng số hạt nguyên tử X 82, tổng số hạt mang điện nhiều số hạt không

mang điện 22 Vậy X

Lời giải: Ta có: Z = (82 + 22) : = 26 => Sắt (Fe)

VD2: Tổng số hạt nguyên tử Y 52, tổng số hạt mang điện nhiều số hạt không

mang điện 16 Y

Lời giải: Ta có: Z = (52 + 16) : = 17 => Y Clo (Cl)

VD3: Tổng số hạt nguyên tử Y 18, tổng số hạt mang điện nhiều số hạt không

mang điện Y

Trang 11

II.ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ- ĐỘ PHĨNG XẠ

Dạng 1: Xác định lượng chất cịn lại (N hay m), độ phóng xạ: a.Phương pháp:Vận dụng cơng thức:

-Khối lượng cịn lại của X sau thời gian t :

0.2 0.

2

t

t T

t T m

m = = m − = m e−λ

-Số hạt nhân X lại sau thời gian t :

0.2 0.

2

t

t T

t T N

N = = N − = N e−λ

- Độ phóng xạ:

t N Htb

∆ ∆ −

= ; T

t

T t H

H

H = = .2−

2

0

hay t H e t

e H

H = λ0 = 0. −λ Với : ln T

λ=

-Cơng thức tìm số mol :

A m N

N n

A

=

=

-Chú ý: + t T phải đưa về đơn vị

+ m m0 đơn vị không cần đổi đơn vị

Các trường hợp đặc biệt, học sinh cần nhớđể giải nhanh câu hỏi trắc nghiệm:

t

Còn lại N= N0 2

t T

− Tỉ số N/N

0 hay (%) Bị phân rã N0 – N (%) T(Nỉ số

0- N)/N0

Tỉ số (N0- N)/N

t =T N = N02−1 = N

0/2 1/2 hay ( 50%) N0/2 hay ( 50%) 1/2

t =2T N = N02−2 = N

0/4 1/4 hay (25%) 3N0/4 hay (75%) 3/4

t =3T N = N02−3 = N

0/8 1/8 hay (12,5%) 7N0/8 hay (87,5%) 7/8

t =4T N = N02−4 = N

0/16 1/16 hay (6,25%) 15N0/16 hay (93,75%) 15/16 15 t =5T N = N02−5 = N

0/32 1/32 hay (3,125%) 31N0/32 hay (96,875%) 31/32 31 t =6T N = N02−6 = N

0/64 1/64 hay (1,5625%) 63N0/64 hay (98,4375%) 63/64 63 t =7T N = N02−7 = N

0/128 1/128 hay (0,78125%) 127N0/128 hay (99,21875%) 127/128 127 t =8T N = N02−8 = N

0/256 1/256 hay (0,390625%) 255N0/256 hay (99,609375%) 255/256 255

t =9T - - - -

Hay:

Thời gian t T 2T 3T 4T 5T 6T 7T

Còn lại: N/N0 hay m/m0 1/2 1/22 1/23 1/24 1/25 1/26 1/27

Đã rã: (N0 – N)/N0 1/2 3/4 7/8 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

1 1/3 1/7 1/15 1/31 1/63 ?

b Bài tập:

Bài 1: Chất Iốt phóng xạ 13153I dùng y tế có chu kỳ bán rã ngày đêm Nếu nhận 100g chất sau tuần lễ cịn bao nhiêu?

A O,87g B. 0,78g C 7,8g D 8,7g

HD Giải : t = tuần = 56 ngày = 7.T Suy sau thời gian t khối lượng chất phóng xạ 13153I cịn lại : = 0.2−T =100.2−7

t m

Bài 2: Một lượng chất phóng xạ có khối lượng ban đầu m0 Sau chu kì bán rã khối lượng chất phóng xạ cịn lại bao nhiêu?

A.m= m0/5 B.m = m0/8 C m = m0/32 D m = m0/10

HD Giải : t = 5T Sau t = 5T khối lượng chất phóng xạ cịn lại là:

32 2

. 2

.

0 m m m m T t = =

= − − ⇒ Đáp án: C : m0/32

Bài : Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 3,8 ngày Sau thời gian 11,4 ngày độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ) lượng chất phóng xạ cịn lại phần trăm so với độ phóng xạ lượng chất phóng xạ ban đầu?

A. 25% B 75% C 12,5% D 87,5%

HD Giải : T = 3,8 ngày ; t = 11,4 = 3T ngày Do ta đưa hàm mũđể giải nhanh sau :

T t T t m m m

m = .2− ⇔ = 2−

0 ⇔ = = − m m

= 12,5% ⇒ Chọn đáp án : C Bài (ĐH -2009): Một chất phóng xạ ban đầu có N

0 hạt nhân Sau năm, lại phần ba số hạt nhân ban đầu chưa phân rã Sau năm nữa, số hạt nhân lại chưa phân rã chất phóng xạđó

A N0 /6 B N0 /16 C N0 /9 D N0 /4

HD Giải : t1 = 1năm số hạt nhân chưa phân rã (cịn lại ) N1, theo đề ta có :

3

1

1 = = T

t N N

Sau 1năm tức t2 = 2t1 năm số hạt nhân lại chưa phân rã N2, ta có : T t T t N N 2 2 = = ⇔ 2

2  =

     =         = T t N N

Hoặc N2 =

9 3 N N N

=

= ⇒ Chọn: C

Bài 5: 22286Rn chất phóng xạ có chu kì bán rã T=3,8 ngày Ban đầu có 2g Hãy tính a) Số nguyên tử ban đầu

b) Số nguyên tử lại sau khoảng thời gian t= 5,7 ngày c) Độ phóng xạ lượng Rn nói

Hd giải: a) Áp dụng N0 = A m N

A Dễ dạng tính N0=5,42.10 21 hạt b) Để ý: t=5,7=1,5T nên N=

2 o t T N

=1,91.1021 hạt

c) Áp dụng công thức: 0.2 0 t

t T

H=H − =H e−λ =λN mà 0,693 T

λ= Nên: H=0, 693 T N Dễ dàng tính được: H= 4,05.1015 (Bq) =1,1.105(Ci)

Bài 6: Pơlơni ngun tố phóng xạ α , phóng hạt α biến đổi thành hạt nhân X Chu kì bán rã Pôlôni T = 138 ngày

1 Xác định cấu tạo, tên gọi hạt nhân X

2 Ban đầu có 0,01g Tính độ phóng xạ mẫu phóng xạ sau 3chu kì bán rã

HD Giải:

1 Xác định hạt nhân X

+ Ta có phương trình phân rã: 21084 Po → 24He + ZAX + Theo ĐLBT ta có:

   = = →    + = + = 82 206 84 210 Z A Z A Pb X:20682

→

2.Từ Bq

Trang 13

Nếu trắc nghiệm cần nhớ: Bq

A T

N m H

k

A 11

0 2,08.10 .

2 . . 693 , 0

= =

−

Bài 7: Phốt ( )32

15P phóng xạβ

- với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày biến đổi thành lưu huỳnh (S) Viết phương trình phóng xạđó nêu cấu tạo hạt nhân lưu huỳnh Sau 42,6 ngày kể từ thời điểm ban đầu, khối lượng khối chất phóng xạ 32

15P cịn lại 2,5g Tính khối lượng ban đầu

HD Giải :Phương trình phát xạ: 32 32

15P→−1e + S16 Hạt nhân lưu huỳnh 32

16S gồm 16 prôtôn 16 nơtrôn

Từđịnh luật phóng xạ ta có:

ln t t

t T T

o o o

m = m e−λ =m e =m 2− Suy khối lượng ban đầu:

t

3 T

o

m =m.2 =2,5.2 =20g

Bài 8: Natri (2411Na) chất phóng xạβ- với chu kì bán rã T = 15 Ban đầu có 12g Na Hỏi sau cịn lại 3g chất phóng xạ trên? Tính độ phóng xạ 3g natri Cho số Avôgađrô NA = 6,022 x 1023 mol-1

HD Giải :Ta có

t

t T

o o

m m e m

− −λ

= =

t

2

T m 12 t

2 4 2 2 t 2T 2x15x30

m 3 T

⇒ = = = = ⇒ = ⇒ = =

Độ phóng xạ: H N ln m .NA T N

= λ = Thay số:

23

17

ln 2 3x6,022x10

H x 9,66x10 Bq 2,61x10 Ci

15x3600 24

= = =

Bài 9: Gọi ∆t khoảng thời gian để số hạt nhân lượng chất phóng xạ giảm e lần (e số loga tự nhiên với lne = 1) T chu kỳ bán rã chất phóng xạ Chứng minh t T

ln

∆ = Hỏi sau khoảng thời gian 0,15∆t chất phóng xạ cịn lại phần trăm lượng ban đầu? Cho biết e-0,51 = 0,6

HD Giải :Số hạt nhân chất phóng xạ N giảm với thời gian t theo công thức N N e= o −λt, với λ hằng số phản xạ,

N0 số hạt nhân ban đầu t = Theo điều kiện đầu bài: e No e t

N

λ ∆

= = ; Suy λ∆ =t 1, t T ln ∆ = =

λ

Lượng chất lại sau thời gian 0,15∆t tỉ lệ thuận với số hạt: 0,15 t 0,15

o

N

e e 0, 60%

N

−λ ∆ −

= = = =

c.Trắc nghiệm:

Câu1: Có 100g chất phóng xạ với chu kì bán rã ngày đêm Sau 28 ngày đêm khối lượng chất phóng xạđó cịn lại

A 93,75g B 87,5g C 12,5g D 6,25g

Câu2: Chu kỳ bán rã 2760Co gần năm Sau 10 năm, từ nguồn 6027Co có khối lượng 1g lại A gần 0,75g B 0,75g lượng nhỏ

C gần 0,25g D 0,25g lượng nhỏ

Câu3: Có 100g iơt phóng xạ 13153I với chu kì bán rã ngày đêm Tính khối lượng chất iơt cịn lại sau tuần lễ A 8,7g B 7,8g C 0,87g D 0,78g

Câu 4: Ban đầu có gam chất phóng xạ radon 22286Rn với chu kì bán rã 3,8 ngày Số nguyên tử radon lại sau 9,5 ngày

A 23,9.1021 B 2,39.1021 C 3,29.1021 D 32,9.1021

Câu5: Phốt 1532P phóng xạβ- với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày Sau 42,6 ngày kể từ thời điểm ban đầu, khối lượng khối chất phóng xạ 1532P cịn lại 2,5g Tính khối lượng ban đầu

A 15g B 20g C 25g D 30g

Câu 6: Chất phóng xạ 210Po ban đầu có 200 g; Chu kỳ bán rã Po 138 ngày khối lượng Po lại sau thời gian 690 ngày là:

Câu 7: Gọi ∆t khoảng thời gian để số hạt nhân lượng chất phóng xạ giảm e lần (e số lôga tự nhiên với lne = 1), T chu kỳ bán rã chất phóng xạ Hỏi sau khoảng thời gian 0,51∆t chất phóng xạ cịn lại phần trăm lượng ban đầu ?

A 40% B 50% C 60% D 70% Câu8: Công thức không phải công thức tính độ phóng xạ?

A ( ) ( )

dt dN

H t =− t B ( ) ( ) dt dN

H t

t = C H( )t =λN( )t D ( )

T t t H H = 02−

Câu 9: Một lượng chất phóng xạ 22286Rn ban đầu có khối lượng 1mg Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75% Độ phóng xạ lượng Rn cịn lại

A 3,40.1011Bq B 3,88.1011Bq C 3,58.1011Bq D 5,03.1011Bq

Câu 10:(CĐ 2007): Ban đầu mẫu chất phóng xạ nguyên chất có khối lượng m0 , chu kì bán rã chất 3,8 ngày Sau 15,2 ngày khối lượng chất phóng xạđó cịn lại 2,24 g Khối lượng m0

A.5,60 g B 35,84 g C 17,92 g D 8,96 g

Câu 11: Một nguồn phóng xạ có chu kì bán rã T thời điểm ban đầu có 32N0 hạt nhân Sau khoảng thời gian T/2, 2T 3T, số hạt nhân lại bao nhiêu?

A 24N ,12N ,6N0 0 0 B 16 2N ,8N , 4N0 0 0 C 16N ,8N , 4N0 0 0 D 16 2N ,8 2N , 2N0 0 0

Câu 12: Một nguồn phóng xạ có chu kì bán rã T thời điểm ban đầu có 48No hạt nhân Hỏi sau khoảng thời gian 3T, số hạt nhân lại bao nhiêu?

A 4N0 B 6N0 C 8N0 D 16N0

Câu13: (ĐH-CĐ-2010) Ban đầu có N0 hạt nhân mẫu chất phóng xạ nguyên chất có chu kì bán rã T Sau khoảng thời gian t = 0,5T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị phân rã mẫu chất phóng xạ

A

0 N

B

0 N

C

0 N

D N0 2

Câu 14(CĐ- 2009): Gọi τ khoảng thời gian để số hạt nhân đồng vị phóng xạ giảm bốn lần Sau thời gian 2τ số hạt nhân cịn lại đồng vịđó phần trăm số hạt nhân ban đầu?

A 25,25% B 93,75% C 6,25% D 13,5%

Câu 15(ÐH–2008): Phát biểu sai nói vềđộ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ)?

A Độ phóng xạ đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu lượng chất phóng xạ B Đơn vịđo độ phóng xạ becơren

C Với lượng chất phóng xạ xác định độ phóng xạ tỉ lệ với số nguyên tử lượng chất D Độ phóng xạ lượng chất phóng xạ phụ thuộc nhiệt độ lượng chất

Câu 16(CĐ- 2008): Ban đầu có 20 gam chất phóng xạ X có chu kì bán rã T Khối lượng chất X lại sau khoảng thời gian 3T, kể từ thời điểm ban đầu

A 3,2 gam B 2,5 gam C 4,5 gam D 1,5 gam

Câu 17(ÐH– 2008): Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 3,8 ngày Sau thời gian 11,4 ngày độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ) lượng chất phóng xạ lại phần trăm so với độ phóng xạ lượng chất phóng xạ ban đầu?

A 25% B 75% C 12,5% D 87,5%

Câu 18(ÐH– 2008) : Hạt nhân

1

A

Z X phóng xạ biến thành hạt nhân

2

A

Z Y bền Coi khối lượng hạt nhân X, Y số khối chúng tính theo đơn vị u Biết chất phóng xạ

1

A

Z X có chu kì bán rã T Ban đầu có khối lượng chất

1

A

Z X, sau chu kì bán rã tỉ số khối lượng chất Y khối lượng chất X A

2

A

A B

2

A

A C

2

A

A D

1

A

Trang 15 Dạng 2: Xác định lượng chất đã bị phân rã :

a.Phương pháp:

- Cho khối lượng hạt nhân ban đầu m0 ( hoặc số hạt nhân ban đầu N0 ) T Tìm khối lượng hạt nhân hoặc số hạt

nhân đã bị phân rã thời gian t ?

-Khối lượng hạt nhân bị phân rã: ∆m = 0 0(1 2 T) 0(1 t) t

e m m

m

m − = − − = − −λ

-Số hạt nhân bị phân rã : ∆N = 0 0(1 T ) 0(1 t) t

e N

N N

N −λ

−

− =

− =

−

-> Hay Tìm số nguyên tử phân rã sau thời gian t:

0 0 0

1 1

(1 ) (1 ) (1 )

2

t

t t

k t t

e

N N N N N e N e N N N

e e

λ

λ λ

λ λ

− − −

∆ = − = − = − = − = − =

-

Nếu t << T t eλ

⇔ << , ta có: ∆N ≈N0(1 1− +λt)=N0λt

-Chú ý : không được áp dụng định luật bảo toàn khối lương như phản ứng hoá học A -> B + C Thì: mA≠ mB + mC

b Bài tập:

Bài 1. Chất phóng xạ 21084Pophóng tia α thành chì 20682Pb

a/ Trong 0,168g Pơlơni có ngun tử bị phân dã 414 ngày đêm , xác định lượng chì tạo thành thời gian ?

b/ Bao nhiêu lâu lượng Pơlơni cịn 10,5mg ? Cho chu kỳ bán dã Pôlôni 138 ngày đêm

HDGiải :

a/ Số nguyên tử Pôlôni lúc đầu : N0 = m0NA/A , với m0 = 0,168g , A = 210 , NA = 6,022.1023 Ta thấy t/T = 414/138 = nên áp dụng công thức : N = N02—t/T = N02—3 = N0/8

Số nguyên tử bị phân dã : ∆N = N0 – N = N0(1 – 2—t/T) = 7N0/8 = 4,214.1020 nguyên tử Số nguyên tử chì tạo thành số nguyên tử Pôlôni phân rã thời gian Vì thời gian khối lượng chì : m2 = ∆N.A2/NA , với A2 = 206 Thay số m2 = 0,144g b/ Ta có : m0/m = 0,168/0,0105 = 16 = 24 Từ công thức m = m02—t/T => m0/m = 2t/T = 24 Suy t = 4T = 4.138 = 552 ngày đêm

Bài 2:Tính số hạt nhân bị phân rã sau 1s 1g Rađi 226Ra Cho biết chu kỳ bán rã 226Ra 1580 năm Số Avôgađrô NA = 6,02.1023 mol-1

A 3,55.1010 hạt B 3,40.1010 hạt C 3,75.1010 hạt D..3,70.1010 hạt

HD Giải:

- Số hạt nhân nguyên tử có gam 226Ra : N

0 = 6,022.1023 2,6646.1021 226

1

.NA = =

A m

hạt - Suy số hạt nhân nguyên tử Ra phân rã sau s :

1580.365.86400 10

1 21

0(1 2 ) 2,6646.10 1 2 =3,70.10

     

   

− =

− =

∆ −T −

t

N

N hạt ⇒ Chọn D.

Bài 3: Một chất phóng xạ có chu kì bán T Sau thời gian t = 3T kể từ thời điển ban đầu, tỉ số số hạt nhân bị phân rã thành hạt nhân nguyên tố khác với số hạt nhân chất phóng xạ cịn lại

A B C 1/3 D 1/7

HD Giải :Thời gian phân rã t = 3T; Số hạt nhân lại : 7

8 7 8

1

23

0 = ⇒∆ = − = ⇒ ∆ =

=

N N N

N N N

N

Bài 4:Đồng vị phóng xạ Cơban 6027Co phát tia ─và với chu kỳ bán rã T = 71,3 ngày Trong 365 ngày, phần trăm chất Côban bị phân rã

HD Giải: % lượng chất 60Co bị phân rã sau 365 ngày :

∆m = m0 −m = m0(1−e−λ.t) ⇔ 1 97,12%

0

3 , 71

2 ln 365

= −

=

∆ −

e m

m

Hoặc ∆m = 0 0(1 2 T ) t m

m

m − = − − ⇒ ∆ = − =

− −

T t

T t m

m

2 2 1

0

97,12% ⇒ Chọn A.

Bài 5: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã 20 phút Ban đầu mẫu chất có khối lượng 2g Sau 1h40phút, lượng chất phân rã có giá trị nào?

A: 1,9375 g B: 0,0625g C: 1,25 g D: đáp án khác

HD Giải: Số lượng chất phân rã (1 T)

t

0

−

− =

∆m m =1,9375 g ⇒ Chọn A.

c TRẮC NGHIỆM:

Câu1: Đồng vị 2760Co chất phóng xạ β− với chu kỳ bán rã T = 5,33 năm, ban đầu lượng Co có khối lượng m0 Sau năm lượng Co bị phân rã phần trăm?

A 12,2% B 27,8% C 30,2% D 42,7% Câu2: Côban 60

27Co chất phóng xạ với chu kì bán rã 16

năm Nếu lúc đầu có 1kg chất phóng xạ sau 16 năm khối lượng 6027Co bị phân rã

A 875g B 125g C 500g D 250g

Câu3: Chu kì bán rã 210

84 Po 318 ngày đêm Khi phóng xạ tia α, pơlơni biến thành chì Có nguyên tử pôlôni

bị phân rã sau 276 ngày 100mg 21084 Po? A 20

0, 215.10 B 20

2,15.10 C 20

0, 215.10 D 20

1, 25.10

Câu 4. Chu kỳ bán rã U 238 4,5.109 năm Số nguyên tử bị phân rã sau 106 năm từ gam U 238 ban đầu bao nhiêu? Biết số Avôgadrô NA = 6,02.1023 hạt/mol.

A 2,529.1021 B 2,529.1018 C 3,896.1014 D 3,896.1017

Câu5: Chu kì bán rã chất phóng xạ 9038Sr 20 năm Sau 80 năm có phần trăm chất phóng xạđó phân rã thành chất khác ?

A 6,25% B 12,5% C 87,5% D 93,75%

Câu6: Đồng vị phóng xạ 6629Cu có chu kỳ bán rã 4,3 phút Sau khoảng thời gian t = 12,9 phút, độ phóng xạ đồng vị giảm xuống :

A 85 % B 87,5 % C 82, % D 80 %

Câu7: Gọi τ khoảng thời gian để số hạt nhân đồng vị phóng xạ giảm bốn lần Sau thời gian 2τ số hạt nhn cịn lại đồng vịđó phần trăm số hạt nhân ban đầu?

A 25,25% B 93,75% C 6,25% D 13,5%

Câu 8: Chất phóng xạ 2411Na có chu kì bán rã 15 So với khối lượng Na ban đầu, khối lượng chất bị phân rã vòng 5h

A 70,7% B 29,3% C 79,4% D 20,6%

Câu 9: Gọi ∆t khoảng thời gian để số hạt nhân lượng chất phóng xạ giảm e lần (e số lôga tự nhiên với lne = 1), T chu kỳ bán rã chất phóng xạ Hỏi sau khoảng thời gian 0,51∆t chất phóng xạ cịn lại phần trăm lượng ban đầu ?

Trang 17

Dạng : Xác định khối lượng của hạt nhân :

a.Phương pháp:

- Cho phân rã : ZA X → ZB'Y + tia phóng xạ Biết m0 , T của hạt nhân mẹ

Ta có : hạt nhân mẹ phân rã sẽ có hạt nhân tao thành Do đó : ∆NX (phóng xạ) = NY (tạo thành)

-Số mol chất bị phân rã bằng số mol chất tạo thành X Y

X n

A m

n =∆ = -Khối lượng chất tạo thành

A B m

mY = ∆ X. Tổng quát : mcon = con me

me A A

m .

∆ -Hay Khối lượng chất mới được tạo thành sau thời gian t

1

1 (1 ) 0(1 )

t t

A A

A N A

N

m A e m e

N N A

λ λ

− −

∆

= = − = −

Trong đó: A, A1 số khối chất phóng xạ ban đầu chất tạo thành NA = 6,022.10-23 mol-1 số Avôgađrô

-Lưu ý : Ttrong phân rã βββ : khβ ối lượng hạt nhân hình thành bằng khối lượng hạt nhân mẹ bị phân rã

(Trường hợp phóng xạβ+, β- A = A1⇒ m1 = ∆m )

b Bài tập:

Bài 1:Đồng vị 2411 Na chất phóng xạβ- tạo thành hạt nhân magiê 2412Mg Ban đầu có 12gam Na chu kì bán rã 15 Sau 45 h khối lượng Mg tạo thành :

A 10,5g B 5,16 g C. 51,6g D 0,516g

HD Giải:Nhận xét : t = 3.T nên ta dùng hàm mũ để giải cho nhanh toán : - Khối lượng Na bị phân rã sau 45 = 3T giờ: ∆m (1 2 ) 12(1 2 3)

1

− −

− =

−

= T

t

m ⇔∆m = 10,5 g

-Suy khối lượng mg tạo thành : mcon = 24 .24 10,5 5

, 10 .

= =

∆

me con me

A A m

gam.⇒Chọn đáp án A

Bài 2 : Chất phóng xạ Poloni 21084Pocó chu kì bán rã T = 138 ngày phóng tia α biến thành đồng vị chì 20682Pb,ban đầu có 0,168g poloni Hỏi sau 414 ngày đêm có :

a Bao nhiêu nguyên tử poloni bị phân rã?

b Tim khối lượng chì hình thành thời gian

HD Giải : t = 414 ngày = 3T

a.Số nguyên tử bị phân rã sau chu ki:

0 0

8

2 N

N N N N

N = − = − =

∆ − hay kh

ối lượng chất bị phân rã ∆m = 0

m = 0,147g 20

23

0 .6,023.10 4,214.10 210

168 ,

7

= =

=

∆ NA

A m

N nguyên tử

b.Khối lượng chì hình thành 414 ngày đêm: mcon = con me

me A A

m .

∆

= 206 0,144g 210

147 ,

= ]

Bài : Hạt nhân 22688Ra có chu kì bán rã 1570 năm phân rã thành hạt α biến đổi thành hạt nhân X Tính số hạt nhân X tạo thành năm thứ 786 Biết lúc đầu có 2,26 gam radi Coi khối lượng hạt nhân tính theo u xấp xĩ số khối chúng NA = 6,02.1023 mol-1

HD Giải 3 Phương trình phản ứng: 22688Ra → 42He + 22286Rn Trong năm thứ 786: khối lượng 22688Ra bị phân rã là: mRa = m0( 1570

785 2− - 1570

786

2− ) = 7.10-4g; kh

ối lượng 22286Rn tạo thành: mRn = mRa Ra Rn A A

số hạt nhân 22286Rn tạo thành là: NRn = Rn Rn A m

.NA = 1,88.1018 hạt

Bài : Pôlôni 21084Po chất phóng xạ có chu kì bán rã 140 ngày đêm Hạt nhân pơlơni phóng xạ biến thành hạt nhân chì (Pb) kèm theo hạt α Ban đầu có 42 mg chất phóng xạ pơlơni Tính khối lượng chì sinh sau 280 ngày đêm

HD Giải 4 Ta có: mPb = m0 Po Pb A A

(1 - T t

2 ) = 31,1 mg Bài : Đồng vị 23592U phân rã α thành hạt nhân AZTh

1) Viết đầy đủ phương trình phân rã Nêu rõ cấu tạo hạt nhân tạo thành

2) Chuỗi phóng xạ cịn tiếp tục hạt nhân đồng vị bền 20782Pb Hỏi có hạt nhân Hêli hạt nhân điện tửđược tạo thành q trình phân rã

HD Giải 5 1) Phương trình phân rã 23592U→ α +42 AZTh Từđịnh luật bảo toàn số khối: 235 = + A => A = 231 Từđịnh luật bảo toàn điện tích: 92 = + Z => Z = 90 Vậy phương trình phản ứng: 23592U→ α +42 23190Th

Cấu tạo hạt nhân 23190Th gồm 231 hạt nucleôn với 90 hạt prôtôn 231 – 90 = 141 hạt nơtrôn 2) Gọi x số phân rã α, y số phân rã β

Từđịnh luật bảo toàn số khối: 235 = 207 + 4x + 0y -> x = Từđịnh luật bảo tồn điện tích: 90 = 82 + 2x – y -> y =

Mỗi hệ phân rã α tạo hạt nhân Hêli, phân rã β tạo hạt điện tử Vậy có hạt nhân Hêli hạt điện tửđược tạo thành

c.TRẮC NGHIỆM:

Câu 1: Urani (23892U ) có chu kì bán rã 4,5.109năm Khi phóng xạ

α, urani biến thành thơri (23490Th) Khối lượng thôri tạo thành 23,8 g urani sau 9.109 năm bao nhiêu?

A 17,55g B. 18,66g C 19,77g D. Phương án khác

Câu 2: Chu kì bán rã 211

84Polà 138 ngày Ban đầu có 1mmg 211

84Po Sau 276 ngày, khối lượng 211

84Po bị phân rã là: A 0,25mmg B 0,50mmg C 0,75mmg D đáp án khác

* Chất phóng xạ 84210Pocó chu kỳ bán rã 140 ngày, biến thành hạt nhân chì(Pb) Ban đầu có 42mg Trả lời câu 3,4,5

Câu 3 : Số prôtn nơtron Pb nhận giá trị sau

A 80notron 130 proton B 84 notron 126 proton C 84notron 124 proton D 82 notron 124 proton Câu 4 : Độ phóng xạ ban đầu 210

84 Ponhận giá trị ?

A 6,9.1016 Bq B 6,9.1012 Bq C 9,6.1012 Bq D 9,6.1016 Bq Câu 5 : Sau 280 ngày đêm phóng xạ, khối lượng chì mẫu ?

Trang 19 Dạng 4: Xác định chu kì bán rã T

a.Phương pháp:

1) Cho m & m0 ( hoặc N & N0) hay H&H0 :

- Biết sau thời gian t mẫu vật có tỉ lệ m/m0 ( hay N/N0 ) Tìm chu kì bán rã T của mẫu vật ?

a) Tỉ số số nguyên tử ban đầu số nguyên tử cịn lại sau thời gian phóng xạ t N= N0 e−λ.t=> T=

N N t ln 2 ln

Hoặc m=m0 e−λ.t=> T= t ln m ln m 2

NếuN x N =

0 2

=> x = t

T Hoặc:

x m

m =

0 2

=> x = t T Nếu

0 m m = N N = n

(với n є N * ) ⇒

n t T n T t = ⇒ =

Nếu tỉ số :

0 m m = N N

khơng đẹp thì: m T t

m −

= 0.2 ⇔ 

     = − ⇒ = − log 2 m m T t m m T t

⇒ T=… Tương tự cho số nguyên tử độ phóng xạ:

N T t

N −

= 0.2 ⇔ 

     = − ⇒ = − log 2 N N T t N N T t

⇒ T=…

H T t

H −

= 0.2 ⇔ 

     = − ⇒ = − log 2 H H T t H H T t ⇒ ⇒⇒ ⇒ T=…

b)Tỉ số số nguyên tử ban đầu số nguyên tử bị phân rã sau thời gian phóng xạ t ∆N= N0(1-e−λ.t) =>

0 N

N

∆

=1- t

e−λ =>T=

-) ln( ln N N t ∆ −

2)Tìm chu kì bán rã biết số hạt nhân(hay khối lượng) ở thời điểm t1 t2 -Theo số hạt nhân: N1= N0

.t

e−λ ; N2=N0

.t e−λ ;

2 N N

=eλ.(t2−t1)= ln2.( )

t t T

e − =>T =

2 1 ln ln ) ( N N t t −

-Theo số khối lượng: m1= m0

.t

e−λ ; m2= m0

.t

e−λ => m m =

) (t2 t1

eλ − = ln2

.(t t) T

e − =>T = 1 ( ) ln

ln t t

m m

−

3)Tìm chu kì bán biết số hạt nhân bị phân rã hai thời gian khác

∆N1 số hạt nhân bị phân rã thời gian t1 Sau t (s) :∆N2 số hạt nhân bị phân rã thời gian t2-t1 -Ban đầu : H0=

1 t

N

∆

; -Sau t(s) H=

2 t

N

∆

mà H=H0

t

e −λ => T=

b Sử dụng lệnh SOLVE máy tính Fx-570ES để tìm nhanh một đại lượng chưa biết : -Máy Fx570ES Chỉ dùng COMP: MODE ) SHIFTMODE Màn hình: Math

Các bước Chọn chếđộ Nút lệnh Ý nghĩa- Kết quả

Dùng COMP Bấm: MODE COMP tính tốn chung

Chỉđịnh dạng nhập / xuất toán Math Bấm: SHIFT MODE Màn hình xuất Math

Nhập biến X (đại lượng cần tìm) Bấm: ALPHA ) Màn hình xuất X.

Nhập dấu= Bấm: ALPHA CALC Màn hình xuất dấu =

Chức năng SOLVE: Bấm: SHIFT CALC = hiển thị kết quả X= .

Ví dụ: Một mẫu 1124Na t=0 có khối lượng 48g Sau thời gian t=30 giờ, mẫu 1124Na cịn lại 12g Biết 2411Na chất phóng xạ β- t

ạo thành hạt nhân là1224Mg.Chu kì bán rã 1124Na

A: 15h B: 15ngày C: 15phút D: 15giây

Ta dùng biểu thức 0.2 :

2 t T t T m

m = m − Hay m = Với đại lượng chưa biết là: T ( T biến X)

Nhập máy :

30

12 48.2= −X Bấm: SHIFT CALC = (chờ khoảng thời gian 6s) Hiển thị: X= 15 Chọn A Từ ví dụ ta có thể suy luận cách dùng công thức khác!!!

b Bài tập:

Bài 1 : Một lượng chất phóng xạ sau 12 năm cịn lại 1/16 khối lượng ban đầu Chu kì bán rã chất

A năm B 4,5 năm C năm D 48 năm

HD Giải : Ta có m m = n = 4 16 = ⇒ n t T n T t = ⇒ = = 12

= năm Chon đáp án A năm

Bài 2: Sau thời gian t, độ phóng xạ chất phóng xạβ- giảm 128 lần Chu kì bán rã chất phóng xạđó A 128t B

128 t

C t

D 128t

HD Giải:Ta có =

0 H H n = 7 128 = ⇔

7 T t

T t

=

⇒

= Đáp án C

Bài 3: Sau khoảng thời gian ngày đêm 87,5% khối lượng ban đầu chất phóng xạ bị phân rã thành chất khác Chu kì bán rã chất phóng xạđó

A 12 B C D Tóm tắt Giải :

? 24 % , 87 = = = ∆ T h t m m

Ta có :

0 0 8 100 , 87 = = ⇒ = ∆ ⇒ = = ∆ m m m m m m

Hay T t h

T t 24

3⇒ = = =

= Chọn B

Bài 4. (CĐ-2011) : Trong khoảng thời gian 4h có 75% số hạt nhân ban đầu đồng vị phóng xạ bị phân rã Chu kì bán rã đồng vịđó là:

A 1h B 3h C 4h D 2h

HD: T t h

T t k N N k

k 4 2

1 75 1 = = ⇒ = = ⇒ = ⇒ = − = ∆

Bài 5. Phương trình phóng xạ Pơlơni có dạng:21084Po A ZPb α

Trang 21 A: 69 ngày B: 138 ngày C: 97,57 ngày D: 195,19 ngày

Hd giải: Tính t: m

m

=e−λ.t => t=

2 ln ln m m T = ln 707 , ln 138

= 69 ngày (Chọn A)

Bài 6. Vào đầu năm 1985 phịng thí nghiệm nhân mẫu quặng chứa chất phóng xạ 17355Cs độ phóng xạ : H0 = 1,8.105Bq

a/ Tính khối lượng Cs quặng biết chu kỳ bán dã Cs 30 năm b/ Tìm độ phóng xạ vào đầu năm 1985

c/ Vào thời gian độ phóng xạ cịn 3,6.104Bq

HD Giải : a/ Ta biết H0 = λN0 , với N0 = A mNA

=> m =

A A N 693 , AT H N A H =

λ Thay số m = 5,6.10

—8g b/ Sau 10 năm : H = H0e−λt ; λt = 0,231

30 10 693 ,

= => H = 1,4.105 Bq c/ H = 3,6.104Bq =>

H H0

= => λt = ln5 = T

t 693 ,

=> t = 693 , ln T

= 69 năm

Bài 7.Đồng vị Cacbon 146C phóng xạβ biến thành nito (N) Viết phương trình phóng xạđó Nếu cấu tạo hạt nhân nito Mẫu chất ban đầu có 2x10-3 g Cacban 14

6C Sau khoảng thời gian 11200 năm Khối lượng Cacbon 14

6C mẫu cịn lại 0.5 x 10-3 g Tính chu kì bán rã cacbon 146C

HD Giải: – Phương trình phóng xá : 146C→−o1e+147N

-Hạt nhân nitơ147 N gồm Z = prôtôn Và N = A – Z = 14 – = nơtrơn - Ta có:

t t

o

T T

o m

m m 2 2

m

−

= ⇒ = (1)

Theo đề bài:

3

2 o

3

m 10

4

m 0.5 10

− −

×

= = =

× (2) Từ (1) (2)

t t 11200

2 T 5600

T 2

⇒ = ⇒ = = = năm

Bài 8. Hạt nhân 146C chất phóng xạβ- có chu kì bán rã 5730 năm Sau lượng chất phóng xạ mẫu

8

lượng chất phóng xạ ban đầu mẫu

HD giải Ta có: N = N0 T t − 2 N N = T

t − 2 ln

0 N N = - T t

ln2 t =

2 ln ln − N N T

= 17190 năm

Bài 9: Tính chu kỳ bán rã Thêri, biết sau 100 ngày độ phóng xạ giảm 1,07 lần

Bài giải: Độ phóng xạ thời điểm t.: H = H0.e -λt => eλt = H H0

=> λt = ln( H H0

) λ = 1ln( 0)

H H

t mà λ = T =

2 ln ) ln( 0 H H t T = 07 , ln ln t = 067658 , 693 ,

.100ngày ≈1023 ngày

HD giải Ta có: H = H0 T t − 2 = T t H

0 T t 2 =

H H0

= = 23 T

t

= t = 3T = 17190 (năm)

Bài 11. Silic 1431Si chất phóng xạ, phát hạt β− biến thành hạt nhân X Một mẫu phóng xạ 1431Si ban đầu thời gian phút có 190 nguyên tử bị phân rã, sau thời gian phút có 85 nguyên tử bị phân rã Hãy xác định chu kỳ bán rã chất phóng xạ.

HD Giải: -Ban đầu: Trong thời gian phút có 190 nguyên tử bị phân rã ⇒H0=190phân rã/5phút -Sau t=3 giờ:Trong thời gian phút có 85 nguyên tử bị phân rã

⇒H=85phân rã /5phút H=H0e−λ.t=>T= H H t ln 2 ln . = 85 190 ln 2 ln . 3

= 2,585

Bài 12. Một mẫu phóng xạ 1431Si ban đầu phút có 196 nguyên tử bị phân rã, sau 5,2 (kể từ lúc t = 0) phút có 49 nguyên tử bị phân rã Tính chu kỳ bán rã 1431Si

HD giải Ta có: H = H0 T t − 2 = T t H

0 T t 2 =

H H0

= = 22 T

t

= T =

2 t

= 2,6

Bài 13. Hạt nhân Pơlơni chất phóng xạ α ,sau phóng xạ trở thành hạt nhân chì bền Dùng mẫu Po ,sau 30 ngày ,người ta thấy tỉ số khối lượng chì Po mẫu 0,1595.Tính chu kì bán rã Po

HD Giải: Tính chu kì bán rã của Po: Po Pb m m = m m' ∆ = t A t e m N A e N

0(1 ) ' λ λ − − − = A A' (1- t e−λ ) T=-) ' ln( ln A m A m t Po Pb − = ) 206 210 1595 , ln( ln 30 −

= 138 ngày

Bài 14. Ban đầu (t = 0) có mẫu chất phóng xạ X nguyên chất Ở thời điểm t1 mẫu chất phóng xạ X cịn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã Đến thời điểm t2 = t1 + 100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã 5% so với số hạt nhân ban đầu Tính chu kì bán rã chất phóng xạđó

HD giải Ta có: N = N0 T t −

2 T

t − 2 = N N

Theo ra: T t1

2− = N N

= 20% = 0,2 (1); T t2

2− = N N

= 5% = 0,05 (2)

Từ (1) (2) suy ra: T t T t 2 − −

= T t t2

2 − = 05 , ,

= = 22 T

t t2− 1

= T =

2 100 1

2 t t t

t + −

= −

= 50 s

Bài 15. Để đo chu kỳ chất phóng xạ người ta cho máy đếm xung bắt đầu đếm từ thời điểm t0=0 Đến thời điểm t1=2 giờ, máy đếm n1 xung, đến thời điểm t2=3t1, máy đếm n2 xung, với n2=2,3n1 Xác định chu kỳ bán rã chất phóng xạ

HD Giải:-Số xung đếm số hạt nhân bị phân rã:∆N=N0(1-e−λ.t) -Tại thời điểm t1: ∆N1= N0(1-e−λ.t1)=n1

-Tại thời điểm t2 : ∆N2= N0(1- t

e−λ )=n2=2,3n1 1-e−λ.t2=2,3(1-e−λ.t1

) ⇔1-e−3λ.t1=2,3(1-e−λ.t1) ⇔1 +e−λ.t1+e−2λ.t1 =2,3

⇔ e−2λ.t1+e−λ.t1-1,3=0 => e−λ.t1=x>0 ⇔X2 +x-1,3= => T= 4,71 h

Bài 16 Đồng vị coban 6027Co chất phóng xạβ-; hạt nhân niken (Ni) Độ phóng xạ 0.2g 6027Colà H = 225 Ci

a.Hãy viết phương trình phóng xạ nêu rõ thành phần cấu tạo hạt nhân

b.Tìm chu kì bán rã 6027Covà tìm thời gian để có 75% 6027Cobị phân rã Biết số NA = 6.032 x 1023mol-1

HD giải

Trang 23 Thành phần hạt nhân 6028Ni là: 28 proton 60 – 28 = 32 neutron

b) Độ phóng xạ: H = H e0 −λt = λH e0 −λt; với = = =

23

21 A

0

m N 0.2x 6.022x10

N 2.0073x10

M 60 hạt

Từ (1) suy ra: H0=l.N0=N 0 ln2

T => = = = =

21

8

10

N ln 2.0073x10 ln

T 1.67x10 s 5.3

H 225x3.7x10

năm Theo định luật phóng xạ: m=m e0 lt = m0

t

2 T suy = = − = =

t

2

0

T

0

m m

2 4 2

m (1 0.75)m

t = 2T = x 5.3 = 10.6 năm

Bài 17 Côban(6027Co) phóng xạβ- với chu kì bán rã T = 5,27 năm biến đổi thành niken (Ni) a.Viết phương trình phân rã nêu cấu tạo hạt nhân

b.Hỏi sau thời gian 75% khối lượng khối tạo chất phóng xạ(6027Co) phân rã hết?

HD Cách 1: a.Phương trình phân rã: 6027Co e 60Ni

1 28

−

→ +

− Hạt nhân Ni có 28 prơtơn 32 nơtrơn b.Lượng chất phóng xạ lại so với ban đầu: 100% - 75% = 25% =1/4 Hay

0

m

m

4 m = 4<=> m =

Định luật phóng xạ:

ln t t

t T T

0 0

m m e m e m

− −

−λ

= = = Hay

t T m

2 4 t 2T 10,54

m

−

= = ⇒ = = năm

HD Cách Ta có: m = m0 - m’ = m0 T t − 2 t =

2 ln

' ln

0

− −

m m m T

= 10,54 năm

Bài 18 : Có 0,2(mg) Radi 22688Raphóng 4,35.108 h

ạt α phút Tìm chu kỳ bán rã Ra ( cho T >> t) Cho x <<1 ta có e-x ≈ 1-x

HD Giải : Số hạt α phóng phút có trị số số nguyên tử Ra bị phân rã phút Số hạt anpha phóng xạ có trị số số nguyên tử bị phân rã : ∆N = N0 – N = N0(1- e−λt) Vì t << T nên ∆N = N0λt = N0.0,693t/T ; với N0 = m0NA/A

∆N = N0( - e -λt ) Vì T >> t nên λt << nên áp dụng cơng thức gần ta có ∆N = N0λt = N0 t

T 693 ,

với N0 = A

N m0 A

Vậy T =

A N

t N

m A

693 ,

∆ Thay số : m0 = 0,2mg = 2.10

—4g , t = 60s ,

∆N = 4,35.108 , A = 226 NA = 6,023.1023 ta T = 5,1.1010s ≈ 1619 năm Hay T =

A N

t N

m

693 ,

∆

∆ = 1619 n

ăm

Bài 19. Iốt (13153I)phóng xạβ- với chu kỳ bán rã T Ban đầu có 1,83g iốt (13153I) Sau 48,24 ngày, khối lượng giảm 64 lần Xác định T Tính số hạt β- sinh khối lượng iốt cịn lại 0,52g Cho số Avogađrơ NA = 6,022.1023mol-1

HDGiải : Theo định luật phóng xạ, ta có:

t t

0

T T

0 m

m m 2 2

m

−

= ⇒ =

Theo đề bài: m0 64 26

m = = Suy ra:

t t 48, 24

6 T 8, 04

T = ⇒ = 6= = ngày

Số hạt nhân iốt bị phân rã là: N m.NA 1,31 x6, 022x1023 6, 022x1021

N 131

= = = = hạt

Một hạt nhân phân rã, phóng xạ hạt β- nên số hạt β-được phóng xạ N = 6,022 x 1021 h ạt

Bài 20. Một bệnh nhân điều trị đồng vị phóng xạ, dùng tia γ để diệt tế bào bệnh Thời gian chiếu xạ lần đầu

20 t

∆ = phút, sau tháng bệnh nhân phải tới bệnh viện khám bệnh tiếp tục chiếu xạ Biết đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã T = tháng (coi ∆ <<t T) dùng nguồn phóng xạ lần đầu Hỏi lần chiếu xạ thứ

phải tiến hành để bệnh nhân chiếu xạ với lượng tia γ lần đầu? A 28,2 phút B 24,2 phút C 40 phút D 20 phút

HDGiải : Lượng tia γ phóng xạ lần đầu: 0(1 ) t

N N e− ∆λ N λ t

∆ = − ≈ ∆

( áp dụng cơng thức gần đúng: Khi x << 1-e-x≈ x, ởđây coi ∆ <<t Tnên - e-λt = λ∆t

Sau thời gian tháng, nửa chu kì t = T/2, Lượng phóng xạ nguồn phóng xạ sử dụng lần đầu

ln ln

2

0 0

T

t T

N =N e−λ =N e− =N e− Thời gian chiếu xạ lần ∆t’

ln ln

'

2

0

' (1 t ) '

N N e− e− ∆λ N e− λ t N

∆ = − ≈ ∆ = ∆ Do

ln 2

' 1, 41.20 28, 2

t e t

∆ = ∆ = = phút Chọn: A

Bài 21:Đểđo chu kỳ bán rã chất phóng xạ, người ta dùng máy đếm xung Ban đầu phút máy đếm 14 xung, sau giờđo lần thứ nhất, máy chỉđếm 10 xung phút Tính chu kỳ bán rã chất phóng xạ Lấy =1,4

HDGiải : Số xung phát tỉ lệ với số nguyên tử bị phân rã

Số nguyên tử bị phân rã phút đầu tiên:∆N1= N01 – N1= N01(1-

t

e−λ.∆) Sau số nguyên tử lại là:N02 = N01

t

e−λ

Số nguyên tử bị phân rã khoảng tg ∆t = 1phút kể từ thời diểm là:

∆N2 = N02( 1- t

e−λ.∆ )

t

t t

t

e e

N N N

N e

N e N N

N .

01

01 02

01

02

01

2

. )

1 (

) 1

( λ

λ λ

λ

= =

= −

− =

∆ ∆

− ∆

− ∆ −

eλ.t= 1,4

10 14

=

= λt = ln 2

ln2t=ln

T => T =ln 2t ln

= 2t = 2.2 =

Bài 22. Để xác định chu kỳ bán rã T đồng vị phóng xạ, người ta thường đo khối lượng đồng vị phóng

xạđó mẫu chất khác ngày thơng sốđo 8µg 2µg.Tìm chu kỳ bán rã T đồng vị đó?

A 4 ngày B ngày C ngày D ngày

HDGiải : Tìm chu kì bán rã biết số hạt nhân( hay khối lượng) thời điểm t1 t2 m1= m0

1

.t

e−λ ; m2=m0

2

.t

e−λ => m

m =

) (t2 t1

eλ − =>T = 1 ( ) ln

ln t t

m m

−

Thế số :T = 1 ( ) ln

ln t t

m m

−

= (8 0) ln ln

2

−

=8ln ày ln = ng

Bài 23:(ĐH-2011) : Chất phóng xạ poolooni 210Po

84 phát tia α biến đổi thành chì Pb 206

82 Cho chu kì Po

210

84 138 ngày Ban đầu (t = 0) có mẫu pôlôni chuyên chất Tại thời điểm t1, tỉ số số hạt nhân pôlôni số hạt nhân chì mẫu

3

Trang 25 A

9

B

16

C.

15

D

25

HDGiảicách 1:Phương trình phóng xạ hạt nhân: 21084Po→ α+20682Pb

Số hạt nhân chì sinh số hạt Poloni bị phân rã:Npb =∆NPo

Ở thời điểm t1: 2 276

3 ) ( 1 1 1 1

1 = ⇔ = ⇒ = =

− = − = ∆ = − − T t k N N N N N N N N N k k Pb

Po ngày

Ở thời điểm t2 = t1 + 276 = 552 ngày ⇒ k2 = 4⇒

15 2 ) ( 4 2 2 2 2 = − = − = − = ∆ = − − − − k k Pb Po N N N N N N N N N

HDGiải cách 2:Tại thời điểm t1, tỉ số số hạt nhân pôlôni số hạt nhân chì mẫu

1.Suy ph

ần

bị phân rã ,( lại phần phần) Hay cỏn 1/4 => t1 = 2T=2.138=276 ngày Suy t2 = t1 + 276 = 4T Ta có :

4

2 2

4

2 2

.2

(1 ) 15 Po

Pb

N N N N

N N N N N

− −

− −

= = = = =

∆ − − −

Bài 24: Giả sử ban đầu có mẫu phóng xạ X nguyên chất, có chu kỳ bán rã T biến thành hạt nhân bền Y Tại

thời điểm t1 tỉ lệ hạt nhân Y hạt nhân X k Tại thời điểm t2 =t1+2T tỉ lệđó A k + B 4k/3 C 4k+3 D 4k

HDGiải : Áp dụng cơng thức ĐL phóng xạ ta có:

1 1 1

1

(1 ) 1

1 t

Y t

t X

N N N e

k e

N N N e k

λ λ λ − − − − ∆ = = = ⇒ =

+ (1)

2

2

2 1

2

( )

2

2 ( )

1

(1 ) (1 ) 1

1

t t T

Y

t t T t T

X

N N N e e

k

N N N e e e e

λ λ λ λ λ λ − − + − − + − − − ∆ −

= = = = = − (2)

Ta có:

ln 2

2 ln 1

4

T

T T

e− λ = e− = e− = (3)

Thay (1), (3) vào (2) ta tỉ lệ cần tìm: 2 1 1 k k k = − = + +

Chọn đáp án C

c.TRẮC NGHIỆM:

Câu1: Một lượng chất phóng xạ 22286Rn ban đầu có khối lượng 1mg Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75% Chu kỳ bán rã Rn

A 4,0 ngày B 3,8 ngày C 3,5 ngày D 2,7 ngày

Câu2: Chất phóng xạ 21084Po phát tia α biến đổi thành 20682Pb Chu kỳ bán rã Po 138 ngày Ban đầu có 100g Po sau lượng Po 1g?

A 916,85 ngày B 834,45 ngày C 653,28 ngày D 548,69 ngày

Câu3: Sau thời gian t, độ phóng xạ chất phóng xạβ- giảm 128 lần Chu kì bán rã chất phóng xạđó

A 128t B

128 t

C

7 t

D 128t

Câu4: Sau khoảng thời gian ngày đêm 87,5% khối lượng ban đầu chất phóng xạ bị phân rã thành chất khác Chu kì bán rã chất phóng xạđó

A 12 B C D

A 1,78.108s B.1,68.108s C.1,86.108s D.1,87.108 s

Câu6: Đồng vị Na chất phóng xạ tạo thành đồng vị magiê Sau 105 giờ, độ phóng xạ Na giảm 128 lần Chu kỳ bán rã Na

A 17,5h B 21h C 45h D 15h

Câu7: Một mẫu phóng xạ 31Si

14 ban đầu phút có 196 nguyên tử bị phân r, sau 5,2 (Kể từ t = 0) phút có 49 nguyên tử bị phân rã Chu kỳ bán rã 31Si

14

A 2,6 B 3,3 C 4,8 D 5,2

Câu 8: Đểđo chu kỳ chất phóng xạ, người ta dùng máy đếm xung t1 giờđầu tiên máy đếm n1 xung; t2 = 2t1 máy đếm 2 1

64

n = n xung Chu kỳ bán rã T có gí trị : A

3 t

T = B

2 t

T = C

4 t

T = D

6 t T =

Câu9: Đồng vị Na 24 phóng xạβ− với chu kì T = 15 giờ, tạo thành hạt nhân Mg Khi nghiên cứu mẫu chất người ta thấy thời điểm bắt đầu khảo sát tỉ số khối lượng Mg24 Na 24 0.25, sau thời gian ∆t tỉ sốấy Tìm ∆t ?

A ∆t =4,83 B ∆t =49,83 C ∆t =54,66 D ∆t = 45,00

Câu10: Một chất phóng xạ phát tia , hạt nhân bị phân rã cho hạt Trong thời gian phút đầu chất phóng xạ phát 360 hạt , sau, kể từ lúc bắt đầu đo lần thứ nhất, phút chất phóng xạ phát 45 hạt Chu kỳ bán rã chất phóng xạ là:

A 1 B 2 C 3 D 4 *Dùng máy đo xung phóng xạ phát ra:

a.Phương pháp: Một mẫu vật chất chứa phóng xạ thời điểm t1 máy đo H1 xung phóng xạ sau khoảng ∆t t2 đo H2 xung phóng xạ Tìm chu kì bán rã đồng vị phóng xạđó ?

Chọn thời điểm ban đầu t1 Khi : t0 ≡ t1 có H0≡ H1 t ≡ t2 có H ≡ H2 Suy :

t

e H

H = 0 −λ ⇔

0

H H e−λt = ⇔

     

− =

0

ln

2 ln

H H t

T

Hoặc T

t H

H = 0.2− ⇔

0 2

H H T

t

=

−

⇔ 

    

= −

0 log

H H T

t

b Bài tập:

Bài 1: Magiê 1227Mg phóng xạ với chu kì bán rã T, lúc t1độ phóng xạ mẫu magie 2,4.106Bq Vào lúc t2độ phóng xạ mẫu magiê 8.105Bq Số hạt nhân bị phân rã từ thời điểm t

1đến thời điểm t2 13,85.108 hạt nhân Tim chu kì bán rã T

A T = 12 phút B T = 15 phút C T = 10 phút D.T = 16 phút

Giải

H0 = H1 = λN0

H2 = H = λN ⇒ H1 – H2 = H0 – H = λ(N0 – N) N H H

T ∆ = −

⇒ln2. 0 N s H

H

T ln2 600

0

= ∆ − =

⇒ = 10 phút

Bài : Một lượng chất phóng xạ Radon(222Rn) có khối lượng ban đầu m0 = 1mg Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75% Tính chu kì bán rã độ phóng xạ lượng chất phóng xạ cịn lại

HDGiải : + Từ 0

0

1 1 93,75%

16

4 3,8

4

2 2

t t

T T

H H

H H t t

T ngay

T

H H

H H

− −

 

− = =

 

 

⇒ ⇒ = ⇒ = =

 

 =  =

 

 

=> Bq

A T

N m H

k

A 11

0 3,578.10 .

2 . . 693 , 0

= =

−

Tóm tắt

t1 : H1 = 2,4.106Bq t2 : H2 = 8.105Bq

Trang 27 c.TRẮC NGHIỆM:

Câu 1: Một hạt bụi 22688Ra có khối lượng 1,8.10−8(g) n

ằm cách huỳnh quang 1cm Màn có diện tích 0,03cm2 Hỏi sau phút có chấm sáng màn, biết chu kì bán rã Ra 1590 năm:

A.50 B.95 C.100 D.150

Dạng 5: Xác định thời gian phóng xạ t, tuổi thọ vật chất a.Phương pháp:

Tương tự như dạng :

Lưu ý : đại lượng m & m0 , N & N0 , H –&H0 phải đơn vị

Tuổi của vật cổ: ln ln

ln ln

N m

T T

t

N m

= = hay t 1lnN0 1lnm0

N m

λ λ

= =

b Bài tập:

Bài 1: Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã T Cứ sau khoảng thời gian số hạt nhân bị phân rã khoảng thời gian ba lần số hạt nhân cịn lại đồng vịấy?

A 2T B 3T C 0,5T D T Tóm tắt Giải

∆m=3m Theo đề , ta có :

) (

0

= −

= ∆

− −

T t T

t

m m m

m

t = ?T ⇔ −1=3⇔2T =4

t T

t

⇔ t = 2T ⇒ Chọn đáp án : A

Bài 2: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã 360 Sau khối lượng cịn 1/32 khối lượng ban đầu :

A 75 ngày B 11,25 C 11,25 ngày D 480 ngày Giải

T = 360h ;

32

= m

m

t? Ta có

32

= m

m

5

1

= ⇒ =5

T t

⇒ t = 5T⇔t = 1800 = 75 ngày ⇒ Chọn A. Bài 3: Lúc đầu mẫu Pơlơni 21084 Pongun chất, có khối lượng 2g, chất phóng xạ phát hạt α biến thành hạt nhân X

a) Viết phương trình phản ứng Nêu cấu tạo hạt nhân X

b) Tại thới điểm khảo sát, người ta biết tỉ số khối lượng X khối lượng Pôlôni cịn lại mẫu vật 0,6 Tính tuổi mẫu vật Cho biết chu kì bán rã Pơlơni T = 138 ngày, NA = 6,023 x 1023 hạt/mol

Giải a) Viết phương trình : 210 A 84 Po→2 He+Z X

Ap dụng định luật bảo toàn số khối : 210 = + A ⇒ A = 206 Ap dụng định luật bảo toàn điện tích : 84 = + Z ⇒ Z = 82

Vậy 84210Po→12 He+82206Pb Hạt nhân 21084 Pođược cấu tạo từ 82 prôtôn 124 nơtrôn b) Ta có : - Số hạt Pơlơni ban đầu : o A

o

m N N

A

= ; - Số Pơlơni cịn lại : N N e= o −λt

-Số hạt Pôlôni bị phân rã : ∆N N= o−N;∆N N (1 e )= o − −λt ;- S

ố hạt chì sinh : NPb = ∆N N (1 e )= o − −λt

- Khối lượng chì tạo thành : Pb Pb Pb

A

N A m

N

= (1); - Khối Pôlôni lại : m m e= o −λt ( )2 ( )

( )

( ) ( )

( )

t t

Pb Pb Pb Pb

t t t

A o t

A 1 e 1 e

1 m N A 206 0,6

2 m N m e A e 210 e

e 0,62 t 95,19

−λ −λ

−λ −λ −λ

−λ

− −

⇔ = = ⇒ =

⇒ = ⇒ ≈ ngaøy

Bài 4: Độ phóng xạ tượng gỗ 0,8 lần độ phóng xạ mẫu gỗ loại khối lượng vừa chặt Biết chu kì 14C 5600 năm Tuổi tượng gỗđó :

A 1900 năm B 2016 năm C 1802 năm D 1890 năm Tóm tắt Giải

m Theo đề ta có : 0,8 log20,8 0,32

− = =

−

⇒

=

= −

T t H

H Tt

H= 0,8H0 ⇒ t = 0,32T = 0,32.5600 = 1802 năm ⇒ Chọn đáp án C t = ?

Bài 5: Pơlơni 21084Po chất phóng xạ α tạo thành hạt nhân AZX bền theo phản ứng: 21084Po→ 24He+AZX 1) Xác định tên gọi cấu tạo hạt nhân AZX Ban đầu có 1gPơlơni, hỏi sau khối lượng Pơlơni cịn lại 0,125g? Cho chu kỳ bán rã Pôlôni T = 138 ngày

2) Sau thời gian t tỉ lệ khối lượng AZX Pơlơni 0,406? Lấy 1,4138= Giải : 1) Viết phương trình phản ứng: 84210Po→ 42He+AZX

Ap dụng định luật bảo tồn điện tích số khối ta có: 210 A A 206

84 Z Z 82

= + =

  ⇒  

= + =

 

A 206 ZX 82 Pb

⇒ = Vậy X Pb 20682 Pb có 82 hạt prơtơn 206 – 82 = 124 hạt nơtrôn

Theo định luật phóng xạ ta có:

o t m o Tm t

T

m

m

0,125

−

= ⇒ = = hay

t T

2 =2 ⇒ t = 3T = x 138 = 414 ngày 2) Gọi No số hạt ban đầu, N số hạt Pơlơni thời điểm t, ta có ∆N = No - N số hạt Pôlôni bị phân rã số hạt chì tạo

Theo đề bài:

o

Pb A o

Po

A

N N

.206

m N N N 206

0, 406

N

m .210 N 210

N −

−

= = = No N No 85,56

N N 206

−

⇒ = − =

o

N

1 0, 4138 1, 4138 N

⇒ = + = = Vậy

1

o

T N T 138

2 2 t 69

N 2 2

= = ⇒ = = = ngày

Bài 6: Chất phóng xạ urani 238 sau loạt phóng xạα v β biến thành chì 206 Chu kì bán rã biến đổi tổng hợp 4,6 x 109 năm Giả sử ban đầu loại đá chứa urani khơng chứa chì Nếu tỉ lệ khối lượng urani chì đá u =

(Pb)

m

37

m tuổi đá bao nhiêu?

Giải : Số hạt U 238 bị phân rã số hạt chì pb 206 tạo thành: ∆N N= o −N N (1 e= o − −λt) Khối lượng Pb 206: (Pb) = (Pb) o − −λt

A

A

m N (1 e )

N ; Khối lượng U 238:

−λ

= =

t

(U) o

(U) (U)

A A

A N e

m .N A .

N N

Giả thiết (U) =

pb

m

37 m

−λ −λ

× ⇒ = =

−

t t

e 37 206

32,025 238

1 e

−λ λ

⇒(1 e− t)32,025.e t =1 ⇒eλt = 33,025=1,031 32,025

⇒λ =t ln1,031 0.03≈ ⇒t= 0.03 ×4,6 10× ≈ ×2 10 năm8 0.693

Bài 7: Tính tuổi tượng cổ gỗ, biết độ phóng xạ C14 tượng gỗ 0.707 lần độ phóng xạ khúc gỗ có khối lượng vừa chặt Biết chu kì bán rã C14 5600 năm

Giải :Khối lượng gỗ (mới chặt) khối lượng tượng gỗ nên độ phóng xạ C14 khúc gỗ chặt

nay Ho.Do ta có = −λ = = = ⇒ =

t

(t ) t T

H T

e 0,707 t 2800

Trang 29 Bài 8: Có hai mẫu chất phóng xạ A B thuộc chất có chu kỳ bán rã T = 138,2 ngày có khối

lượng ban đầu Tại thời điểm quan sát , tỉ số số hạt nhân hai mẫu chất B 2, 72 A

N

N = Tuổi mẫu A nhiều mẫu B

A 199,8 ngày B 199,5 ngày C 190,4 ngày D 189,8 ngày Giải : NA = N0

t

e−λ ; NB = N0 t

e−λ (2 1)

1 ln

2,72 ( ) ln 2,72 t t

B A N

e t t

N T

λ − −

= = ⇒ − =

=> t1 – t2 = ln 2, 72 199,506 199,5 ln

T

= = ngày Đáp án B : 199,5 ngày

Bài 9: Một tượng cổ gỗ biết độ phóng xạ 0,42 lần độ phóng xạ mẫu gỗ

tươi loại vừa chặt có khối lượng lần khối lượng tượng cổ Biết chu kì bán rã

đồng vị phóng xạ C146 5730 năm Tuổi tượng cổ gần

A 4141,3 năm B 1414,3 năm C 144,3 năm D 1441,3 năm

Giải:Theo ta có: H = 0,42.2 H0 = 0,84 H0

Theo ĐL phóng xạ: H = H0 e-λt -> e-λt = 0,84

-λt = ln0,84 = -> t =- ln0,84.T/ln2 = 1441,3 năm

Bài 10: Trong quặng urani tự nhiên gồm hai đồng vị U238 U235 U235 chiếm tỉ lệ 7,143000 Giả sử lúc đầu tráI đất hình thành tỉ lệ đồng vị 1:1 Xác định tuổi trái đất Chu kì bán rã U238 T1= 4,5.109 năm Chu kì bán rã U235 T2= 0,713.109 năm

A: 6,04 tỉ năm B: 6,04 triệu năm C: 604 tỉ năm D: 60,4 tỉ năm Giải Số hạt U235 U238 trái đất hình thành N0 Số hạt U238 1

Tt − =N N

Số hạt U235 T2 t − =N

N =>

2

1 6,04.10 1000 143 , = ⇒ = t N N

(năm)= 6,04 tỉ năm Bài 11. Pôlôni ngun tố phóng xạ α với chu kì bán rã T = 138ngày

1 Viết phương trình phóng xạ khối lượng ban đầu polơni Biết H0 = 1,67.1011Bq Sau thời gian độ phóng xạ giảm 16lần

3 Tìm lượng tỏa chất phóng xạ phân rã hết

HD: 21084 Po → 24He + ZAX

   = = ⇒ 82 206 Z A mg g N TA H m A T N m A N m H A A A 10 693 , 693 ,

0

0

0

0 = = ⇒ = = =

−

λ

Từ t T ngay

H H H H T t T

t 2 552

2 16 4 = = ⇒ = ⇒       = = =

Năng lượng tỏa phân rã là: q = (209,9828-4,0026-205,9744)uc2 = 5,8.10-3.931,5 = 5,4MeV Trong m0 = 1mg có N0 = 18

3 23 10 867 , 210 10 10 022 , = −

Năng lượng tỏa phân rã N0 hạt là: Q = N0.q = 2,867.1018.5,4.1,6.10-13 = 2,47.106J = 2,47MJ

Bài 12. Pơnơli chất phóng xạ (210Po84) phóng tia α biến thành 206Pb84, chu kỳ bán rã 138 ngày Sau tỉ số số hạt Pb Po ?

A 276 ngày B 138 ngày C 179 ngày D 384 ngày Giải cách 1:

Giải cách 2: Ta có phương trình: 21084 24 20682

Phong Xa

Po→ α + Pb

Sau thời gian t = ? Pb 3 3 Pb Po Po

N

N N

N = ⇔ = (1) Số hạt NPb số hạt nhân Chì sinh ra:

206 Pb

Pb A

m

N = N

Số hạt NPo số hạt nhân Po lại : o . o .

2 .2 210.2

oP oP

t t t A t A

T T T

me

N m m

N N N

A

= = =

Thay vào ( 1) ta có: . 3. o . 210. 3 o.206 210. .2 3.206 o (2)

206

210.2 2

t

Pb oP oP T

A t A Pb t Pb oP

T T

m m m

N = N ⇔ m = ⇔ m = m

với . .206

210 Po Pb Po Pb

Po

m A m m

A

∆ ∆

= = Mà:

oPo oPo

1 (1 ).206

1 2

.(1 )

210

t T

Po t Pb

T

m

m m m

−

∆ = − ⇒ =

Thay vào (2) ta có:

oPo

oPo oPo oPo

2 1

.(1 ).206

1 2

210. .2 3.206. .(1 ).2 3.

210

2 1

(1 ).2 3 2 1 3 2 4 2 2 2 2.138 276 ày

2

t

t t

T

T T

t T

t t t

T T T

t T m

m m m

t

t T ng

T

−

= ⇔ − =

⇔ − = ⇔ − = ⇔ = = ⇒ = ⇒ = = =

Bài 13: Pơlơni 21084Polà chất phóng xạ α biến thành chì 20682Pb.Chu kỳ bán rã 138 ngày đêm Ban đầu có 0,168g Po Hãy tính a, Số nguyên tử Po bị phân rã sau 414 ngày đêm

b, xác định lượng chì tạo thành khoảng thời gian nói

Giải: a, Số nguyên tử Po lại sau 414 ngày đêm: N = Nt/0T

2 = N

với N0 = A

N

m0 t = 23 0,004816.1023 210

10 02 , 168 ,

= ngt

N= 3 19

23

10 02 ,

10 004816 ,

0

=

Số nguyên tử bị phân rã: ∆N = N0 – N = 48,16.1019 – 6,02.1019 = 42,14.1019 ngt b, Số nguyên tử Pb tạo thành số nguyên tử Po bị phân rã băng ∆N Khối lượng Chì được tạo thành: mPb =

N ©

N

A N

∆

= 0,1442g

10 . 02 , 6

206 . 10 . 14 , 42

23 19

=

Bài 14: xác định số phóng xạ 55Co Biết số nguyên tử đồng vịấy giảm 3,8% Giải: Áp dụng định luật phóng xạ: N = N0 e -λt

Sau t = 1h số nguyên tử bị đi: ∆N = N0 – N = N0( - e -λt ) (1) theo đề:

0 N

N

∆

= 3,8% (2) Từ ( 1) ( 2) ta có: - e -λt = 3,8% = 0,038 e -λt = 0,962

Trang 31

Bài 15: Tiêm vào máu bệnh nhân 10cm3 dung dịch chứa 1124Na có chu kì bán rã T = 15h với nồng độ 10-3mol/lít Sau 6h lấy 10cm3 máu tìm thấy 1,5.10-8 mol Na24 Coi Na24 phân bốđều Thể tích máu người tiêm

khoảng:

A lít B lít C lít D lít Giải: Số mol Na24 tiêm vào máu: n0 = 10-3.10-2 =10-5 mol

Số mol Na24 lại sau 6h: n = n0 e- λt = 10-5 T t e

ln −

= 10-5 15 ln −

e = 0,7579.10-5 mol Thể tích máu bệnh nhân V = 5,05l 5lit

5 , 1

578 , 7 10

. 5 , 1

10 . 10 . 7579 , 0

8

≈ =

=

− − −

Chọn đáp án A

c.TRẮC NGHIỆM:

Câu 1: Đo độ phóng xạ mẫu tượng cổ gỗ khối lượng M 8Bq Đo độ phóng xạ mẫu gỗ khối lưọng 1,5M chặt 15 Bq Xác định tuổi tượng cổ Biết chu kì bán rã C14 T= 5600 năm

A 1800 năm B 2600 năm C 5400 năm D 5600 năm

Câu 2: Có hai mẫu chất phóng xạ A B thuộc chất có chu kỳ bán rã T = 138,2 ngày có khối lượng ban đầu Tại thời điểm quan sát , tỉ số số hạt nhân hai mẫu chất B 2, 72

A N

N = Tuổi mẫu A nhiều mẫu B A 199,8 ngày B 199,5 ngày C 190,4 ngày D 189,8 ngày

Câu 3:Đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã 14,3 ngày tạo thành lò phản ứng hạt nhân với tốc độ không đổi q=2,7.109 h

ạt/s.Hỏi kể từ lúc bắt đầu tạo thành P32, sau tốc độ tạo thành hạt nhân hạt nhân đạt giá trị N= 109 h

ạt/s (hạt nhân khơng phóng xạ)

A: 9,5 ngày B: 5,9 ngày C: 3,9 ngày D: Một giá trị khác

Giải Câu 3: Tốc độ phân rã thời gian t là: T t

−

=N

N ; Tốc độ tạo thành thời gian t N0= q.t Tốc độ tạo thành hạt nhân thời gian t (1 T)

t

−

−

=N

N =109 .Thu t ≈ 0,667.T= 9,5 ngày

* Poloni 210

84Pophóng xạ α biến thành hạt nhân Pb với chu kỳ bán rã 138 ngày Lúc đầu có 1g Po cho NA= 6,02.10

23

hạt Trả lời câu 4,5,

Câu 4: Tìm tuổi mẫu chất biết thời điểm khảo sát tỉ số khối lượng Pb Po 0,6 A 95 ngày B 110 ngày C 85 ngày D 105 ngày

Câu 5: Sau năm thể tích khí He giải phóng ởĐKTC

A 95cm3 B 103,94 cm3 C 115 cm3 D.112,6 cm3

Câu 6.( ĐH- CĐ-2010)Biết đồng vị phóng xạ 146C có chu kì bán rã 5730 năm Giả sử mẫu gỗ cổ có độ phóng xạ 200 phân rã/phút mẫu gỗ khác loại, khối lượng với mẫu gỗ cổđó, lấy từ chặt, có độ phóng xạ 1600 phân rã/phút Tuổi mẫu gỗ cổđã cho

A 1910 năm B 2865 năm C 11460 năm D 17190 năm

Câu 7 Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã T =10s Lúc đầu có độ phóng xạ 2.107Bq để cho độ phóng xạ giảm xuống cịn 0,25.107Bq phải mất một khoảng thời gian bao lâu:

A.30s B.20s C 15s D .25s Dạng 6: XÁC ĐỊNH ĐỘ PHĨNG XẠ H

Áp dụng cơng thức:H = H0e−λ.t với H0 = λ.N0; H = λ.N Đơn vịđộ phóng xạ Bq Ci: Ci = 3,7.1010 Bq

Do phải tính theo đơn vị (j-1); th

ời gian đơn vị giây

Bài 1: Một chất phóng xạ lúc đầu có 7,07.1020 ngun tử Tính độ phóng xạ mẫu chất sau 1,57 ( T chu kỳ bán rã ngày đêm) theo đơn vị Bq Ci

Bài giải:Số hạt nhân ngt sau t = 1,5T: N = N0e−λ.t=

2 2

0 ,

0 /

0 N N

N T

t = = => N =

20 20

10 . 5 , 2 2 2

10 . 07 . 7

Độ phóng xạ thời điểm t.: H = λ.N = N Bq Ci T

3 10

14

20 6,77.10

10 . 7 , 3

10 . 056 , 2 506

, 2 10 . 2 . 3600 . 24 . 8

693 , 0 .

2 ln

≈ =

= =

Bài 2: Chất Pơlơni 210Pocó chu kỳ bán rã T = 138 ngày đêm a, Tìm độ phóng xạ 4g Pơlơni

b, Hỏi sau độ phóng xạ giảm 100 lần Bài giải: a, Độ phóng xạ ban đầu 4g Po H0 = λ.N0 (1) với

3600 24 138

693 ,

ln

= =

T

λ (j-1)

210 10 02 ,

4 23

0

0 = =

A N m

N A thay số vào (1) =>: H = 6,67.1014 Bq b, Tìm thời gian: H = H0e−λ.t

H H

eλ.t = t = ln100 916

693 , ln

1 0

= =

    

 T

H H

λ ngày

III PHẢN ỨNG HẠT NHÂN:

1 Phương trình phản ứng: 4

A

A A A

Z A +Z B→ Z C+Z D Trường hợp phóng xạ:

1

A

A A

Z A → Z C+Z D

A hạt nhân mẹ, C hạt nhân con, D hạt α β

+ Các định luật bảo toàn

- Bảo toàn số nuclôn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4 - Bảo tồn điện tích (ngun tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4

- Bảo toàn động lượng: p1+p2= p3+p hay4 m1 1v +m2 2v =m4 3v +m4 4v

- Bảo toàn lượng:

1

X X X X

K +K + ∆E=K +K ; Trong đó: ∆E lượng phản ứng hạt nhân;

2 X x x

K = m v động chuyển động hạt X Lưu ý:- Khơng có định luật bảo tồn khối lượng

- Mối quan hệ động lượng pX động KX hạt X là: p2X =2m KX X - Khi tính vận tốc v hay động K thường áp dụng quy tắc hình bình hành

Ví dụ: p= p1+p2

biết ϕ=p p1,

2 2

1 2 p = p +p + p p cosϕ

hay 2

1 2 2 (mv) =(m v) +(m v ) +2m m v v cosϕ

haymK=m K1 1+m K2 2+2 m m K K cos1 2 ϕ Tương tự biết φ1=p p1, hoặc φ2=p p2,

Trường hợp đặc biệt:p1⊥ p2

⇒ 2 2 p = p +p Tương tự p1⊥ p

p2 ⊥p

v = (p = 0) ⇒ p1 = p2⇒ 1 2

2 1

K v m A

K =v = m ≈ A Tương tự v1 = v2 =

2 Năng lượng phản ứng hạt nhân: ∆E = (M0 - M)c2

Trong đó: M0 =mA+mBlà tổng khối lượng hạt nhân trước phản ứng E0 = m0c

3

X X

M =m +m tổng khối lượng hạt nhân sau phản ứng E = mc2

Lưu ý: - Nếu M0 > M phản ứng toả lượng |∆E| =|E0-E| dạng động hạt C, D phôtôn Các h t sinh có h t kh i l n h n nên b n v ng h n

p

p

2 p

Trang 33 - Nếu M0 < M phản ứng thu lượng |∆E| =|E0-E| dạng động hạt A, B phôtôn γ Các hạt sinh có độ hụt khối nhỏ nên bền vững

+ Trong phản ứng hạt nhân 4

A

A A A

Z A +Z B→ Z C+Z D Các hạt nhân A, B, C, D có:

-Năng lượng liên kết riêng tương ứng ε1, ε2, ε3, ε4 -Năng lượng liên kết tương ứng ∆E1, ∆E2, ∆E3, ∆E4 -Độ hụt khối tương ứng ∆m1, ∆m2, ∆m3, ∆m4 -Năng lượng phản ứng hạt nhân

∆E = A3ε3 +A4ε4 - A1ε1 - A2ε2

∆E = ∆E3 + ∆E4 – ∆E1 – ∆E2

∆E = (∆m3 + ∆m4 - ∆m1 - ∆m2)c2 3 Quy tắc dịch chuyển của sự phóng xạ + Phóng xạαααα (24He):

4

2

A A

ZX He Z Y

− −

→ +

So với hạt nhân mẹ, hạt nhân lùi bảng tuần hồn có số khối giảm đơn vị

+ Phóng xạββββ- (−01e): ZAX →−01e+Z+A1Y

So với hạt nhân mẹ, hạt nhân tiến ô bảng tuần hồn có số khối

Thực chất phóng xạβ- hạt nơtrơn biến thành hạt prôtôn, hạt electrôn hạt nơtrinô: n→ p+e−+v

Lưu ý: - Bản chất (thực chất) tia phóng xạβ- hạt electrơn (e-)

- Hạt nơtrinô (v) không mang điện, không khối lượng (hoặc nhỏ) chuyển động với vận tốc ánh

sáng không tương tác với vật chất + Phóng xạββββ+ ( 01e

+

):

1

A A

ZX →+ e+Z−Y

So với hạt nhân mẹ, hạt nhân lùi ô bảng tuần hồn có số khối

Thực chất phóng xạβ+ hạt prơtơn biến thành hạt nơtrôn, hạt pôzitrôn hạt nơtrinô:

p→n+e++v

Lưu ý: Bản chất (thực chất) tia phóng xạβ+ hạt pơzitrơn (e+) + Phóng xạγγγγ (hạt phơtơn)

Hạt nhân sinh trạng thái kích thích có mức lượng E1 chuyển xuống mức lượng E2đồng thời phóng phơtơn có lượng:

hc

hf E E

ε

λ

= = = −

Lưu ý: Trong phóng xạγ khơng có biến đổi hạt nhân ⇒ phóng xạγ thường kèm theo phóng xạα β

4 Các hằng số đơn vị thường sử dụng + Số Avôgađrô: NA = 6,022.1023 mol-1

+ Đơn vị lượng: 1eV = 1,6.10-19 J; 1MeV = 1,6.10-13 J

+ Đơn vị khối lượng nguyên tử (đơn vị Cacbon): 1u = 1,66055.10-27kg = 931,5 MeV/c2 + Điện tích nguyên tố: |e| = 1,6.10-19 C

+ Khối lượng prôtôn: mp = 1,0073u + Khối lượng nơtrôn: mn = 1,0087u

+ Khối lượng electrôn: me = 9,1.10-31kg = 0,0005u

5 Ứng dụng định luật bảo tồn để giải một tốn vật lý hạt nhân. Xét phản ứng:

1 2 3 4

A

A A A

Z X +Z X → Z X +Z X ± ∆E Gọi: *

1; 2; 3;

X X X X

K K K K : Là động hạt nhân X1 ; X2 ; X3 ;X4

Với ; :

2 X x x

Trong đó: m: khối lượng từng hạt nhân đv: kg , u v: vận tốc từng hạt nhân đv: m/s

* p1; p2; p3; p4

: Là động lượng hạt nhân X1 ; X2 ; X3 ; X4

Với pX = mX.vX đv: kg.m/s

- Mối quan hệ động lượng pX động KX hạt X là:

pX2 =2m KX X ⇔(m vX )X =2m KX X ⇒m vX X = 2m KX X a.Các định luật bảo toàn:

+ Bảo toàn động lượng: p1+p2= p3+p hay4 m1 1v +m2 2v =m4 3v +m4 4v

+ Bảo toàn lượng:

1

X X X X

K +K ± ∆E=K +K (1) Trong đó:

*∆E năng lượng phản ứng hạt nhân

- Nếu phản ứng tỏa lượng ở phương trình (1) lấy +∆E - Nếu phản ứng thu lượng ở phương trình (1)lấy –∆E

Lưu ý: - Khơng có định luật bảo tồn khối lượng. b Dạng tập tính góc giữa hạt tạo thành

Cho hạt X1 bắn phá hạt X2(đứng yên p2 = 0) sinh hạt X3 X4 theo phương trình:

X1 + X2 = X3 + X4

Theo định luật bảo toàn động lượng ta có: p1 p3 p4 (1)

→ → →

= +

Muốn tính góc giữa hai hạt ta quy về vectơđộng lượng của hạt đó rồi áp dụng cơng thức: ( )2 2 cos( ; )

a b a ab a b b

→ → → →

± = ± +

1.Muốn tính góc giữa hạt X3 X4 ta bình phương hai vế (1)

=> 2

1

( )p (p p )

→ → →

= + =>

p = p32 2p p3 4cos( p3;p4 ) p42 → →

= + +

2.Muốn tính góc giữa hạt X1 X3 : Từ ( )

=> 2

1 ( 3) ( )4

p p p p p p

→ → → → → →

− = ⇔ − = ⇔ p12 2p p1 3cos( p1;p3 ) p32

→ →

− + = p42

Dạng 1: Xác định hạt nhân chưa biết số hạt (tia phóng xạ) phản ứng hạt nhân a.Phương pháp:

a) Xác định tên hạt nhân chưa biết ( A

ZX thiếu) :

- Áp dụng định luật bảo tồn số khối điện tích

Chú ý : nên học thuộc vài chất có số điện tích Z thường gặp phản ứng hạt nhân (không cần quan tâm đến số khối nguyên tố loại phụ thuộc vào Z : số thứ tự bảng HTTH

- Một vài loại hạt phóng xạ đặc trưng vềđiện tích, số khối của chúng :

Hạt α ≡ 42He , hạt nơtron ≡ 01n , hạt proton ≡ 11p , tia β─ ≡ −01e , tia β+ ≡ +.01e , tia γ có chất sóng điện từ b) Xác định số hạt ( tia ) phóng xạ phát của một phản ứng :

- Thơng thường loại tập thuộc phản ứng phân rã hạt nhân Khi hạt nhân mẹ sau nhiều lần phóng xạ tạo x hạt α y hạt β ( ý phản ứng chủ yếu tạo loại β– nguồn phóng xạβ+ ) Do giải tập loại cho β– , giải hệ hai ẩn khơng có nghiệm giải với β+

- Việc giải số hạt hai loại tia phóng xạ dựa tập dạng a)

b Bài tập:

Bài 1 : Tìm hạt nhân X phản ứng hạt nhân sau : 105Bo + A

ZX →α + 4Be A.

Trang 35 Giải: Xác định hạt α có Z= ? A= ? α≡ 42He

áp dụng định luật bảo toàn số khối điện tích

Khi suy : X có điện tích Z = 2+ – =1 số khối A = + – 10 = Vậy X hạt nhân 21D đồng vị phóng xạ H ⇒ Chọn đáp án B

Bài 2 Trong phản ứng sau : n + 23592U → 9542Mo + 13957La + 2X + 7β– ; hạt X A Electron B Proton C Hêli D Nơtron

Giải : Ta phải xác định điện tích số khối tia & hạt lại phản ứng : 01n ; −01β–

Áp dụng định luật bảo tồn điện tích số khối ta : hạt X có 2Z = 0+92 – 42 – 57 – 7.(-1) =

2A = + 235 – 95 – 139 – 7.0 =

Vậy suy X có Z = A = Đó hạt nơtron 01n ⇒ Chọn đáp án : D

Bài 3 Hạt nhân 2411Na phân rã β– biến thành hạt nhân X Số khối A nguyên tử số Z có giá trị

A. A = 24 ; Z =10 B. A = 23 ; Z = 12 C A = 24 ; Z =12 D A = 24 ; Z = 11 Giải :

- Từđề bài, ta có diễn biến phản ứng : 2411Na → X + −01β–

- Áp dụng định luật bảo tồn điện tích số khối , ta : X có Z = 11 – (-1) = 12 số khối A = 24 – = 24 ( nói thêm X 2412Mg ) ⇒ Chọn đáp án C

Bài 4.Urani 238 sau loạt phóng xạ α biến thành chì Phương trình phản ứng là: 23892U → 20682Pb + x 42He + y−01β– y có giá trị :

A y = B y = C y = 6 D y = Giải:

- Bài tập loại tốn giải phương trình hai ẩn , ý hạt β–có số khối A = , phương trình bảo tồn số khối có ẩn x hạt α Sau thay giá trị x tìm vào phương trình bảo tồn điện tích ta tìm y

- Chi tiết giải sau :

  

= = ⇔

  

= − = ⇔

  

= − = − +

= − = +

6 10

2 10

82 92 ) (

32 206 238

y x y

x x y

x y x

giá trị y = 6.⇒ Chọn : C

Bài 5 Sau lần phóng xạα lần phóng xạβ– hạt nhân 23290Th biến đổi thành hạt nhân 20882Pb ? A lần phóng xạ α ; lần phóng xạβ– B lần phóng xạα ; lần phóng xạ β–

C. lần phóng xạ ; lần phóng xạ β– D lần phóng xạ α ; lần phóng xạβ–

Giải - Theo đề ta có q trình phản ứng : 23290Th → 20882Pb + x42He + y 01 − β–

- Áp dụng định luật bảo tồn điện tích số khối , ta :

  

= = ⇔

  

= − = ⇔

  

= − = − +

= − = +

4

2

82 90 ) (

24 208 232

y x y

x x y

x y x

Vậy có hạt α hạt β – ⇒ Chọn đáp án : D

Bài 6 Cho phản ứng hạt nhân : T + X →α + n X hạt nhân

A. nơtron B proton C Triti D Đơtơri Giải: - Ta phải biết cấu tạo hạt khác phản ứng : 31T , α ≡ 42He , 01n - Áp dụng định luật bảo tồn điện tích số khối , ta :

X có điện tích Z = + – = & số khối A = + – = Vậy X 21D ⇒ Chọn : D c.TRẮC NGHIỆM:

Câu 1. Cho phản ứng hạt nhân F+p→168O+X

19

9 , hạt nhân X hạt sau đây? A α; B β-; C β+; D N

Câu 2. Cho phản ứng hạt nhân Mg+X→2211Na+α 25

Câu 3. Cho phản ứng hạt nhân Cl+X→1837Ar+n

37

17 , hạt nhân X hạt nhân sau đây? A 11H; B 12D; C 31T; D 24He

Câu 4. Cho phản ứng hạt nhân 31T+X →α+n, hạt nhân X hạt nhân sau đây?

A 11H; B 21D; C 31T; D 24He

Câu 5. Trong dãy phân rã phóng xạ 23592X→20782Ycó hạt α βđược phát ra? A 3α 7β B 4α 7β C 4α 8β D 7α 4β

Câu 6. Đồng vị 23492U sau chuỗi phóng xạα −

β biến đổi thành 206Pb

82 Số phóng xạα −

β chuỗi A phóng xạα, phóng xạ β−; B phóng xạα, phóng xạ β−

C 10 phóng xạα, phóng xạ β−; D 16 phóng xạα, 12 phóng xạ β−

Câu 7. Hạt nhân 22688Ra biến đổi thành hạt nhân 22286Rn phóng xạ A α β- B β- C α D β+

Câu 8.

Dạng 2: Tìm năng lượng toả của phản ứng phân hạch, nhiệt hạch biết khối lượng và tính năng lượng cho nhà máy hạt nhân hoặc năng lượng thay thế :

a.Phương pháp:

- Lưu ý phản ứng nhiệt hạch hay phản ứng phân hạch phản ứng tỏa lượng

- Cho khối lượng hạt nhân trước sau phản ứng : M0 M Tìm lượng toả xảy phản ứng: Năng lượng toả : ∆E = ( M0 – M ).c2 MeV

-Suy lượng toả m gam phân hạch (hay nhiệt hạch ) : E = Q.N = Q NA A m

MeV

b Bài tập:

Bài 1: 23592U + 01n → 9542Mo + 13957La +210n + 7e- phản ứng phân hạch Urani 235 Biết khối lượng hạt nhân : mU = 234,99 u ; mMo = 94,88 u ; mLa = 138,87 u ; mn = 1,0087 u.Cho suất toả nhiệt xăng 46.106 J/kg Khối lượng xăng cần dùng để toả lượng tương đương với gam U phân hạch ?

A. 1616 kg B 1717 kg C.1818 kg D.1919 kg Tóm tắt Giải

mU = 234,99 u Số hạt nhân nguyên tử235U gam vật chất U : mMo = 94,88 u N = NA

A m

= 6,02.1023 2,5617.1021 235

1

= hạt

mLa = 138,87 u Năng lượng toả giải phóng hồn tồn hạt nhân 235U mn = 1,0087 u phân hạch là: ∆E = ( M0 – M ).c2 = ( mU + mn – mMo– mLa – 2mn ).c2 = 215,3403 MeV

q = 46.106 J/kg Năng lượng gam U phản ứng phân hạch :

E = ∆E.N = 5,5164.1023MeV = 5,5164.1023.1,6.10 –3 J = 8,8262 J Khối lượng xăng m? Khối lượng xăng cần dùng để có lượng tương đương Q = E =>

m 1919 10

46 ≈

= Q kg ⇒ Chọn đáp án D

Bài : Cho phản ứng hạt nhân:21D+31T→24He+X Lấy độ hụt khối hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng tỏa phản ứng xấp xỉ :

A 15,017 MeV B 17,498 MeV C 21,076 MeV D 200,025 MeV Tóm tắt Giải

∆T= 0,009106 u Đây phản ứng nhiệt hạch toả lượng tính theo ∆D= 0,002491 u độ hụt khối chất

∆He = 0,030382 u ⇒ Phải xác định đầy đủđộ hụt khối chất trước sau phản ứng 1u = 931,5 MeV/c2 Hạt nhân X ≡ 1n

Trang 37 ∆E ? ∆E = ( ∑∆m sau – ∑∆m trước)c2 = (∆mHe + ∆mn – ∆mH + ∆mT ).c2 = 17,498 MeV

⇒ Chọn đáp án : B

Bài 3: Tìm lượng tỏa hạt nhân 23492U phóng xạ tia α tạo thành đồng vị Thôri 23090Th Cho lượng liên kết riêng hạt α 7,1 MeV, 234U 7,63 MeV, của 230Th 7,7 MeV

A. 10,82 MeV B 13,98 MeV C 11,51 MeV D 17,24 MeV Tóm tắt Giải

Wrα = 7,1 MeV Đây tốn tính lượng toả phân rã WrU = 7,63 MeV phóng xạ biết Wlk hạt nhân phản ứng WrTh = 7,7 MeV Nên phải xác định Wlk từ kiện Wlk riêng đề

∆E ? Wlk U = 7,63.234 = 1785,42 MeV , Wlk Th = 7,7.230 = 1771 MeV , Wlk α = 7,1.4= 28,4 MeV

∆E = ∑ Wlk sau – ∑ Wlk trước = Wlk Th + Wlk α – Wlk U = 13,98 MeV ⇒ Chọn đáp án : B

Bài 4: Cho phản ứng hạt nhân sau: 12H+12H→24He+01n+3,25MeV Biết độ hụt khối 12H

/ 931

0024 ,

0 uvà u MeV c

mD = =

∆ Năng lượng liên kết hạt nhân 24He

A 7,7188 MeV B 77,188 MeV C 771,88 MeV D 7,7188 eV

Tóm tắt: Giải

u mD =0,0024

∆ 12H+12H→24He+01n+3,25MeV 1u=931MeV/c2 Năng lượng tỏa phản ứng:

Wlkα ∆E = ( ∑∆m sau – ∑∆m trước)c2 = Wlksau – 2∆mDc2 ⇒Wlkα = ∆E +2∆mDc2 = 7,7188MeVChọn đáp án A

Bài 5: cho phản ứng hạt nhân: 31T + 21D → 42He + X +17,6MeV Tính lượng toả từ phản ứng tổng hợp 2g Hêli

A 52,976.1023 MeV B 5,2976.1023 MeV C 2,012.1023 MeV D.2,012.1024 MeV

Giải:

- Số nguyên tử hêli có 2g hêli: N = A N m A

=

10 023 ,

2 23

= 3,01.1023 MeV - Năng lượng toả gấp N lần lượng phản ứng nhiệt hạch:

E = N.Q = 3,01.1023.17,6 = 52,976.1023 MeV⇒ Chọn đáp án A

Bài 6 Cho phản ứng hạt nhân 31H + 21H → 24He + 10n + 17,6 MeV Tính lượng tỏa tổng hợp gam khí heli

Giải 6 Ta có: W = A m

.NA ∆W =

.6,02.1023.17,6.1,6.10-13 = 4,24.1011 (J)

Bài 7 Cho phản ứng hạt nhân: 31T + 21D → 24He + X Cho độ hụt khối hạt nhân T, D He 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u 1u = 931,5 MeV/c2 Tính năng lượng tỏa của phản ứng

Giải 7 Phương trình phản ứng: 31T + 21D → 42He + 01n Vì hạt nơtron 01n khơng có độ hụt khối nên ta có lượng tỏa là: ∆W = (∆mHe – ∆mT – ∆mD)c2 = 17,498 MeV

Bài 8 Cho phản ứng hạt nhân 3717Cl + X → n + 3718Ar Hãy cho biết phản ứng tỏa lượng hay thu lượng Xác định lượng tỏa thu vào Biết khối lượng hạt nhân: mAr = 36,956889 u; mCl = 36,956563 u; mp = 1,007276 u; mn = 1,008665 u; u = 1,6605.10-27 kg; c = 3.108 m/s

Giải 8 Phương trình phản ứng: 1737Cl + 11p → 01 + 3718Ar

Ta có: m0 = mCl + mp = 37,963839u; m = mn + mAr = 37,965554u Vì m0 < m nên phản ứng thu lượng Năng lượng thu vào:

Bài 9 Cho phản ứng hạt nhân 49Be + 11H → 42He + 36Li Hãy cho biết phản ứng tỏa lượng hay thu lượng Xác định lượng tỏa thu vào Biết mBe = 9,01219 u; mp = 1,00783 u; mLi = 6,01513 u; mX = 4,0026 u; 1u = 931 MeV/c2

Giải 9 Ta có: m0 = mBe + mp = 10,02002u; m = mX + MLi = 10,01773u Vì m0 > m nên phản ứng tỏa lượng; lượng tỏa ra: W = (m0 – m).c2 = (10,02002 – 10,01773).931 = 2,132MeV

Bài 10: Chất phóng xạ 21084Po phát tia α biến thành 20682Pb Biết khối lượng hạt mPb=205,9744u, 209,9828

Po

m = u, mα =4, 0026u Tính lượng tỏa hạt nhân Po phân rã Đáp án: 5,4 MeV

Bài 11: cho phản ứng hạt nhân: A

1T+ 1D→2He+ ZX 17,6MeV+ Hãy xác định tên hạt nhân X (số A, số Z tên) tính lượng toả tổng hợp mol He từ phản ứng Cho số Avôgađrô: NA = 6,02x1023 mol-1

Giải : Áp dụng định luật bào tồn số khối diện tích ta có:  + = + ⇒ =

= + =

 

3 A A

11 Z Z

Vậy hạt X hạt nơtron 0n

23 A

E N 17.6 105.95x10 MeV= =

Bài 12: Cho phản ứng hạt nhân: 1737Cl X+ → +n 3718Ar

1) Viết phương trình phản ứng đầy đủ Xác định tên hạt nhân X

2) Phản ứng tỏa hay thu lượng Tính lượng tỏa (hay thu) đơn vị MeV

Cho mCl =36,9566u; mAr =36,9569u; mn =1,0087u; mX=1,0073u;1u 931= MeV2 c Giải 12: 1) Phản ứng hạt nhân: 3717Cl+AZX→01n+1837Ar

Định luật bảo toàn số khối: 37 + A = + 37 => A = Định luật bảo tồn điện tích: 17 + Z = + 18 => Z = Vậy X=11H (Hiđrô) 3717Cl+11H→ 01n+3718Ar

2) Năng lượng phản ứng: Tổng khối lượng M1và M2của hạt trước sau phản ứng

= + =

1 Cl H

M m m 37,9639u

= + =

2 n Ar

M m m 37,9656u

Ta thấy M1<M2 => phản ứng thu lượng , Năng lượng thu vào ∆ =E (M2−M )c1 Thay số ∆ =E 0,0017uc2 =0,0017 931MeV 1,58MeV× ≈

c.TRẮC NGHIỆM:

Câu 1. Chất phóng xạ 21084Po phát tia α biến đổi thành 206Pb

82 Biết khối lượng hạt mPb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, mα= 4,0026u Năng lượng tỏa 10g Po phân rã hết

A 2,2.1010J; B 2,5.1010J; C 2,7.1010J; D 2,8.1010J

Câu 2. Cho phản ứng hạt nhân 31H+21H→α+n+17,6MeV, biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 Năng lượng toả tổng hợp 1g khí hêli bao nhiêu?

A ∆E = 423,808.103J B ∆E = 503,272.103J C ∆E = 423,808.109J D ∆E = 503,272.109J

Câu 3. Cho phản ứng hạt nhân Cl p 37Ar n 18 37

17 + → + , khối lượng hạt nhân m(Ar) = 36,956889u, m(Cl) =

36,956563u, m(n) = 1,008670u, m(p) = 1,007276u, 1u = 931MeV/c2 N

ăng lượng mà phản ứng toả thu vào bao nhiêu?

A Toả 1,60132MeV B Thu vào 1,60132MeV C Toả 2,562112.10-19J D Thu vào 2,562112.10-19J

Câu 4. Năng lượng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân 12C

6 thành hạt ỏ bao nhiêu? (biết mC = 11, 9967u, mỏ = 4,0015u)

Trang 39

Câu 5 Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani U235 lượng trung bình toả phân chia hạt nhân 200MeV Khi 1kg U235 phân hạch hoàn toàn toả lượng là:

A 8,21.1013J; B 4,11.1013J; C 5,25.1013J; D 6,23.1021J

Câu 6. Phản ứng hạt nhân: 73Li+11H→24He+24He Biết mLi = 7,0144u; mH = 1,0073u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Năng lượng toả phản ứng là:

A 7,26MeV; B 17,42MeV; C 12,6MeV; D 17,25MeV

Câu 7. Phản ứng hạt nhân: 21H+32T→11H+24He Biết mH = 1,0073u; mD = 2,0136u; mT = 3,0149u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Năng lượng toả phản ứng là:

A 18,35MeV; B 17,6MeV; C 17,25MeV; D 15,5MeV

Câu 8. Phản ứng hạt nhân: 36Li+21H→24He+24He Biết mLi = 6,0135u ; mD = 2,0136u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Năng lượng toả phản ứng là:

A 17,26MeV; B 12,25MeV; C 15,25MeV; D 22,45MeV

Câu 9. Phản ứng hạt nhân: 36Li+11H→23He+24He Biết mLi = 6,0135u; mH = 1,0073u; mHe3 = 3,0096u, mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Năng lượng toả phản ứng là:

A 9,04MeV; B 12,25MeV; C 15,25MeV; D 21,2MeV

Câu 10. Hạt nhân triti (T) đơteri (D) tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh hạt α hạt nơtrôn Cho biết độ hụt khối hạt nhân triti ∆mT = 0,0087u, hạt nhân đơteri ∆mD = 0,0024u, hạt nhân X ∆mα = 0,0305u; 1u = 931MeV/c2 Năng lượng toả từ phản ứng

A ∆E = 18,0614MeV B ∆E = 38,7296MeV C ∆E = 18,0614J D ∆E = 38,7296J

Câu 11 Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani U235 lượng trung bình toả phân chia hạt nhân 200MeV Một nhà máy điện ngun tử dùng ngun liệu u rani, có cơng suất 500.000kW, hiệu suất 20% Lượng tiêu thụ hàng năm nhiên liệu urani là:

A 961kg; B 1121kg; C 1352,5kg; D 1421kg

Câu 12. Trong phản ứng tổng hợp hêli: 73Li+11H→42He+24He Biết mLi = 7,0144u; mH = 1,0073u; mHe4 = 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c2 Nhiệt dung riêng nước c = 4,19kJ/kg.k-1 Nếu tổng hợp hêli từ 1g liti lượng toả có thểđun sôi nước 00C là:

A 4,25.105kg; B 5,7.105kg; C 7,25 105kg; D 9,1.105kg Dạng 3: Xác định phản ứng hạt nhân tỏa hoặc thu năng lượng a.Phương pháp:

- Xét phản ứng hạt nhân : A + B → C + D

- Khi đó : + M0 = mA + mB tổng khối lượng nghỉ của hạt nhân trước phản ứng

+ M = mC + mD là tổng khối lượng nghỉ của hạt nhân sau phản ứng

- Ta có năng lượng của phản ứng được xác định : ∆∆∆E = ( M∆ 0 – M)c2

+ nếu M0 > M ⇔⇔⇔⇔ ∆∆E > : ph∆∆ ản ứng toả nhiệt

+ nếu M0 < M ⇔⇔⇔⇔ ∆∆E < : ph∆∆ ản ứng thu nhiệt b Bài tập:

Bài :Thực phản ứng hạt nhân sau : 2311Na + 21D → 42He + 2010Ne

Biết mNa = 22,9327 u ; mHe = 4,0015 u ; mNe = 19,9870 u ; mD = 1,0073 u Phản úng toả hay thu lượng J ?

A.thu 2,2375 MeV B. toả 2,3275 MeV C.thu 2,3275 MeV D toả 2,2375 MeV Giải

- Ta có lượng phản ứng hạt nhân :

∆E = ( M0 – M ).c2 = ( mNa + mHe ─ mNe─ mD )c2 = 2,3275 MeV> phản ứng toả lượng ⇒ Chọn đáp án B

Bài 2 : Cho phản ứng hạt nhân: 1737Cl+11H→1837Ar+01n phản ứng tỏa hay thu lượng? Biết mCl = 36,956563u, mH = 1,007276u, mAr =36,956889u, 1u = 931MeV/c2

Tóm tắt Giải:

tỏa hay thu lượng ∆E= ( mCl + mH – mAr – mn ) 931= -1,6 MeV mCl = 36,956563u Phản ứng thu lượng 1,6MeV mH = 1,007276u, mAr =36,956889u

1u = 931MeV/c2 .∆E ?

Bài :Đồng vị Pôlôni 21084Po chất phóng xạ α tạo thành chì (Pb)

1) Viết phương trình phân rã nêu thành phần cấu tạo hạt nhân chì tạo thành

2) Năng lượng tỏa phản ứng dạng động hạt α hạt nhân chì Tính động hạt Giả thiết ban đầu hạt nhân Pôlôni đứng yên Cho khối lượng hạt nhân mPo = 209,9828u; mHe =4,0015u; mPb = 205,9744u;

= MeV2 1u 931

c

Giải 3: 1) Phương trình: 21084Po→ 24He+AZX Z = 84 - = 82; A = 210 -4 =206 ⇒X :20682Pb Phương trình phản ứng: 21084Po→24He+20682Pb Hạt nhân 20682Pb có 82 prơtơn 206 -82 = 124 nơtrơn 2) Năng lượng tỏa phản ứng:

∆ =E (Mo0−M)C2 =209,9828 4,0015 205,9744)x931MeV− −

Mà ∆ =E Kα+KPb ⇒Kα +KPb =6,24MeV

Ap dụng định luật bảo toàn động lượng: α α α

α

= + ⇒ = ⋅

Pb Pb Pb m Pb

O m V m V V V

m (1)

Hay α α α α

α α

 

= =  ⋅  = ⋅

 

2

2 Pb Pb

Pb Pb

m m

1

K m V m V K

2 m m = 51,5KPb (2)

Từ (1) (2) => KPb = 0,12MeV, Kα =6,12MeV Bài : Cho phản ứng hạt nhân: 1737Cl X+ → +n 3718Ar

1) Viết phương trình phản ứng đầy đủ Xác định tên hạt nhân X

2) Phản ứng tỏa hay thu lượng Tính lượng tỏa (hay thu) đơn vị MeV

Cho mCl =36,9566u; mAr =36,9569u; mn =1,0087u; mX=1,0073u;1u 931= MeV2 c Giải Bài

1) Phản ứng hạt nhân: 1737Cl+AZX→01n+3718Ar Định luật bảo toàn số khối: 37 + A = + 37 => A = Định luật bảo tồn điện tích: 17 + Z = + 18 => Z = Vậy X=11H (Hiđrô) 3717Cl+11H→01n+1837Ar

2) Năng lượng phản ứng: Tổng khối lượng M1và M2của hạt trước sau phản ứng

= + =

1 Cl H

M m m 37,9639u

= + =

2 n Ar

M m m 37,9656u

Ta thấy M1<M2 => phản ứng thu lượng ; Năng lượng thu vào ∆ =E (M2−M )c1 Thay số ∆ =E 0,0017uc2 =0,0017 931MeV 1,58MeV× ≈

Bài 5(ĐH-2011) : Giả sử phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng hạt trước phản ứng nhỏ tổng khối lượng hạt sau phản ứng 0,02 u Phản ứng hạt nhân

A. tỏa lượng 1,863 MeV B tỏa lượng 18,63 MeV C. thu lượng 1,863 MeV D. thu lượng 18,63 MeV

Trang 41 c.TRẮC NGHIỆM:

Câu 1. Cho phản ứng hạt nhân α+2713Al→3015P+n, khối lượng hạt nhân mỏ = 4,0015u, mAl = 26,97435u, mP = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931Mev/c2 Năng lượng mà phản ứng toả thu vào bao nhiêu?

A Toả 4,275152MeV B Thu vào 2,67197MeV C Toả 4,275152.10-13J D Thu vào 2,67197.10-13J

Câu 2. Cho hạt prơtơn có động KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân 37Li đứng yên, sinh hai hạt α có độ lớn vận tốc khơng sinh tia γ nhiệt Cho biết: mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10—27kg Phản ứng thu hay toả năng lượng?

A Toả 17,4097MeV B Thu vào 17,4097MeV C Toả 2,7855.10-19J D Thu vào 2,7855.10-19J Dạng Động năng vận tốc của hạt phản ứng hạt nhân

a.Phương pháp:

a) Xét phản ứng hạt nhân : A + B → C + D Hay: 1

A

Z X1 + 22 A

Z X2 → 33 A

Z X3 + 44 A Z X4 Bảo tồn số nuclơn: A1 + A2 = A3 + A4

Bảo tồn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4 Bảo toàn động lượng: m1

→ v + m2

→ v = m3

→ v + m4

→ v Bảo toàn lượng: (m1 + m2)c2 +

2

m1v12+

m2v22 = (m3 + m4)c2 +

m3v23+

m4v24 Liên hệ động lượng →p= m→v động Wđ =

2

mv2: p2 = 2mWđ

b) Khi biết khối lượng đầy đủ của chất tham gia phản ứng

- Ta áp dụng định luật bảo toàn lượng :

M0c2+ KA +KB = Mc2 + KC +KD ∆E = (M0 – M )c2 Nên: ∆E + KA + KB = KC + KD

-Dấu ∆E cho biết phản ứng thu hay tỏa lượng

-Khi lượng vật (năng lượng tồn phần) E = mc2 = 2

1 c v c m

− -Năng lượng E0 = m0c

2 gọi lượng nghỉ hi

ệu số E – E0 = (m - m0)c2 động vật

c) Khi biết khối lượng không đầy đủ một vài điều kiện vềđộng năng vận tốc của hạt nhân

- Ta áp dụng định luật bảo toàn động lượng : PA PB PC PD

+ = +

- Lưu ý :

m P K mK P

2

2

2 = ⇔ = ( K

động hạt )

d) Dạng tập tính góc giữa hạt tạo thành.

Cho hạt X1 bắn phá hạt X2 (đứng yên p2 = 0) sinh hạt X3 X4 theo phương trình:

X1 + X2 = X3 + X4

Theo định luật bảo tồn động lượng ta có: p1 p3 p4 (1)

→ → →

= +

Muốn tính góc giữa hai hạt ta quy về vectơđộng lượng của hạt đó rồi áp dụng công thức: ( )2 2 cos( ; )

a b a ab a b b

→ → → →

± = ± +

1.Muốn tính góc giữa hạt X3 X4 ta bình phương hai vế (1)

=> 2

1

( )p (p p )

→ → →

= + => p12 = p32 2p p3 4cos( p3;p4 ) p42 → →

= + +

2.Muốn tính góc giữa hạt X1 X3 : Từ ( )

=> 2

1 ( 3) ( )4

p p p p p p

→ → → → → →

− = ⇔ − = ⇔ p12 2p p1 3cos( p1;p3 ) p32

→ →

b Bài tập:

Bài 1:Hạt α bắn vào hạt nhân Al đứng yên gây phản ứng : α + 2713Al → 3015P + n phản ứng thu lượng Q= 2,7 MeV Biết hai hạt sinh có vận tốc, tính động hạt α ( coi khối lượng hạt nhân số khối chúng)

A. 1,3 MeV B 13 MeV C 3,1 MeV D. 31 MeV Giải

- Ta có

n P n p m m K K

= =30 ⇒ Kp = 30 Kn Mà Q = Kα ─ ( Kp + Kn ) (1) Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: mα.vα = ( mp + mn)v⇒

n P m m v m v + = α α

Mà tổng động hệ hai hạt : Kp + Kn =

) ( ) ( ) ( ) ( 2 2 n P n P n P n P n P m m K m m m v m m m v m m m v m m + = + =       + + = + α α α α α α

Thế (2) vào (1) ta Kα = 3,1MeV ⇒ Chọn đáp án C.

Bài 2: người ta dùng hạt prơtơn có động Wp= 2,69 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên thu hạt α có động cho mp = 1,,0073u; mLi = 7,0144u; m α =4,0015u ; 1u = 931 MeV/c2 tính động vận tốc mổi hạt α tạo thành?

A 9,755 MeV ; 3,2.107m/s B.10,05 MeV ; 2,2.107 m/s

C 10,55 MeV ; 3,2.107 m/s D 9,755.107 ; 2,2.107 m/s Giải

Năng lượng phản ứng hạt nhân : Q = ( M0 – M ).c2 = 0,0187uc2 = 17,4097 MeV Áp dụng định luật bảo tồn lượng ta có Q +Wp= 2W α ⇒ W α= MeV

W Q p 05 , 10 = +

Vận tốc mổi hạt α là: v =

0015 , 931

2Wα

c =2,2.107m/s ⇒ Chọn đáp án B

Bài 3: Một nơtơron có động Wn = 1,1 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên gây phản ứng: 01 n + 63Li → X+ 42He

Biết hạt nhân He bay vng góc với hạt nhân X Động hạt nhân X He :? Cho mn = 1,00866 u;mx = 3,01600u ; mHe = 4,0016u; mLi = 6,00808u

A.0,12 MeV & 0,18 MeV B 0,1 MeV & 0,2 MeV C.0,18 MeV & 0,12 MeV D 0,2 MeV & 0,1 MeV

Giải

- Ta có lượng phản ứng : Q = ( mn+ mLi─ m x─ m He).c2 = - 0,8 MeV (đây phản ứng thu lượng ) - Áp dụng định luật bảo toàn động lượng: pn→ =p→He+ p→X ⇔ Pn2 =PHe2 +PX2

⇒ 2mnWn= 2mHe W He + 2mx Wx (1) - Áp dụng định luật bảo toàn lượng :Q =Wx +W He─Wn = -0,8 (2) Từ (1),(2) ta có hệ phương trình:

   = = ⇔    = + = + , , , , X He X He X e H W W W W W W

MeV ⇒ Chọn đáp án B

Bài 4. Cho phản ứng hạt nhân 23090Th → 22688Ra + 42He + 4,91 MeV Tính động hạt nhân Ra Biết hạt nhân Th đứng yên Lấy khối lượng gần hạt nhân tính đơn vị u có giá trị số khối chúng

1 Theo định luật bảo tồn động lượng ta có: p→Ra+ p→He= pRa = pHe = p Vì Wđ =

2 mv = m p 2

Trang 43 W = WđRa + WđHe =

He Ra m p m p 2 2 + = , 56 2 2 Ra Ra m p m p

+ = 57,5

Ra m p

2

= 57,5WđRa WđRa = 56 , 57

W

= 0,0853MeV

Bài 5. Dùng hạt prôtôn có động 1,6 MeV bắn vào hạt nhân liti (37Li) đứng yên Giả sử sau phản ứng thu hai hạt giống có động khơng kèm theo tia γ Biết lượng tỏa phản ứng 17,4 MeV Viết phương trình phản ứng tính động hạt sinh

Giải 5 Phương trình phản ứng: 11p + 73Li → 242He

Theo định luật bảo toàn lượng ta có: Wđp + ∆W = 2WđHe WđHe =

W Wđp+∆

= 9,5 MeV

Bài 6. Bắn hạt α có động MeV vào hạt nhân 147 N đứng n thu prơton hạt nhân 108O Giả sử hai hạt sinh có tốc độ, tính động tốc độ prôton Cho: mα = 4,0015 u; mO = 16,9947 u; mN = 13,9992 u; mp = 1,0073 u; 1u = 931 MeV/c2; c = 3.108 m/s

Giải 6 Theo ĐLBT động lượng ta có: mαvα = (mp + mX)v v2 = 2 2

) (mp mX

v m + α α = ) ( 2 X p d m m W m + α α ; Wđp =

2

mpv2 = 2 ) ( p X

d p m m W m m + α α

= 12437,7.10-6Wđα= 0,05MeV = 796.10-17 J;

v = p dp m W

= 27

17 10 . 66055 , 1 . 0073 , 1 10 . 796 . 2 − −

= 30,85.105 m/s

Bài 7 Dùng prơtơn có động 5,45 MeV bắn vào hạt nhân

4Be đứng yên Phản ứng tạo hạt nhân X hạt α Hạt α bay theo phương vng góc với phương tới prơtơn có động MeV Tính động hạt nhân X lượng tỏa phản ứng Lấy khối lượng hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử số khối chúng

Giải 7 Theo định luật bảo tồn động lượng ta có: pp p pX → → →

+

= α Vì vp → ⊥ α → v p p → ⊥ α →

p p2

X= p p+ p

2 α

2mX

2

mXv2X = 2mp

mpv2X+ 2mα

mαv2Xhay 2mXWđX = 2mpWđp + 2mαWđα WđX =

4 đα

đp W

W +

= 3,575 MeV Theo định luật bảo toàn lượng ta có: (mp + mBe)c2 + Wđp = (mα + mX)c2 + Wđα + WđX

Năng lượng tỏa ra: ∆W = (mp + mBe - mα - mX)c2 = Wđα + WđX - Wđp = 2,125 MeV

Bài 8. Hạt nhân 23492U đứng yên phóng xạ phát hạt α hạt nhân 23090Th (không kèm theo tia γ) Tính động hạt α Cho mU = 233,9904 u; mTh = 229,9737 u; mα = 4,0015 u u = 931,5 MeV/c2

Giải 8 Theo định luật bảo toàn động lượng: pα →

+ pTh →

= pα = mαvα = pTh = mThvTh 2mαWα = 2mThWTh WTh =

Th m m

α W

α Năng lượng tỏa phản ứng là: ∆W = WTh + Wα = Th Th

m m

m

α+ W

α = (mU – mTh - mα)c2 Wα =

( )

Th U Th Th

m m m m

m m

α α

− −

+ c

2 = 0,01494 uc2 = 13,92 MeV

Bài 9. Hạt nhân 22688Ra đứng yên phân rã thành hạt α hạt nhân X (không kèm theo tia γ) Biết lượng mà phản ứng tỏa 3,6 MeV khối lượng hạt gần số khối chúng tính đơn vị u Tính động hạt α hạt nhân X Giải 9 Phương trình phản ứng: 22688Ra → 42α + 22286Rn

Theo định luật bảo toàn động lượng: pα →

+ pX →

WX =

X m m

α Wα Năng lượng tỏa phản ứng là: ∆W = W

X + Wα = X

X

m m

m

α + Wα

Wα = X W

X m mα m

∆

+ = 3,536 MeV; WX = X

m m

α Wα = 0,064 MeV

Bài 10. Người ta dùng hạt α có động 9,1 MeV bắn phá hạt nhân nguyên tử N14đứng yên Phản ứng sinh hạt phôtôn p hạt nhân nguyên tử ôxy O17

1) Hỏi phản ứng thu hay tỏa lượng (Tính theo MeV)?

2) Giả sửđộ lớn vận tốc hạt prôtôn lớn gấp lần vận tốc hạt nhân ơxy Tính động hạt đó? Cho biết khối lượng hạt mN = 13,9992u; mα =4, 0015u; mp = 110073u; mO17 =16,9947u;1u = 931MeV/C2

Giải 10 1.Phương trình phóng xạ: 24He+147 N→11H+178 O

∆M = M0 – M = mHe + mN – mH - mO

∆M = 4,0015u + 13,9992u – 1,0073u – 16,9947y = -13 X 10-3u ∆M < 0: phản ứng thu lượng

Năng lượng thu vào là: ∆ = ∆E M c2 =1,3 10× −3×931MeV Hay ∆E = 1,21MeV

2.Tổng động prôtôn hạt nhân ôxy là: Tp + To = 9,1 – 1,21 = 7,89 MeV

Mà TP 1m (3V ) Tp 0 0 1m vO 02

2

= =

2 p 0 0

p 0 p

p

0

T 1.9v 9

T v 17

T T T T 7,89

9 17 17 26

7,89

T 2,73MeV

26 7,89

T 17 5,16 MeV

26

⇒ = = + ⇒ = = =

+ ⇒ = × = ⇒ = × =

Bài 11. Bắn hạt vào hạt nhân 147N hạt nhân ơxy hạt prơtơn sau phản ứng Viết phương trình phản ứng cho biết phản ứng phản ứng tỏa hay thu lượng? Tính lượng tỏa (hay thu vào) cho biết lượng tỏa dạng nào, lượng thu lấy từđâu? Khối lượng hạt nhân:

N

mα =4,0015u; m =13,9992u;mO =16,9947u; mP =1,0073u;1u 931MeV / c= Giải 11 Phương trình phản ứng: 42He+147N→178O+11H

∆m=mHe+mN−mO−mH

∆m = (4,0015 + 13,9992 – 16,9947 – 1,0073)u = -1,3 x 10−3 u< ∆m <

⇒ phản ứng thu lượng.Năng lượng thu vào là: ∆ = ∆E m c2 =1,3x10 x9,31 1,2103MeV−3 = Năng lượng thu vào lấy từđộng hạt đạn

Bài 12:Hạt nhân Pôlôni 21084Po đứng yên, phóng xạ chuyển thành hạt nhân AZX Chu kì bán rã Pơlơni T = 138 ngày Một mẫu Pơlơni ngun chất có khối lượng ban đầu mo =2g

a) Viết phương trình phóng xạ Tính thể tích khí Heli sinh ởđiều kiện tiêu chuẩn sau thời gian 276 ngày b) Tính lượng tỏa lượng chất phóng xạ tan rã hết

c) Tính động hạt Cho biết mPo =209,9828u, mα =4,0015u, mX =205,9744u,

=

1u 931MeV / c , NA =6,02x10 mol23 −1

Trang 45 Ta có  = + ⇒ =

= + =

 

210 A A 206

84 z Z 82 Vậy hạt nhân

A

ZX 20682Pb

Vậy phương trình phóng xạ là: 21084Po→ 42He+20682Pb Số hạt Pôlôni ban đầu: o = o A

Po

m

N N

m

Số hạt Pơlơni cịn lại thời điểm t: NPo =N eo −λt = N2o =N Số hạt Hêli sinh thời điểm t sốhạt Pôlôni bị phân rã

= − = − o = = o = 20

He o o o A

Po

N 3 m

N N N N N N 43x10

4 4 m hạt

Lượng khí Hei sinh ởđiều kiện tiêu chuẩn: = He

A

N

V x22,4

N số V = 0,16 lít b) Nănglượng tỏa hạt Po phân rã:

[ α ]

∆ = ∆E mc2 = mPo−m −mPb c2 ∆E =[209, 9828−205, 9744−4, 0045 x 931] =6, 424 MeV

Năng lượng tỏa 2g Po phân rã hết: E N= o∆ =E 3,683x10 MeV22 MeV c) Tính động hạt Theo định luật bảo tồn lượng động lượng:

α

∆ =E K +KX =6,424 (1)

α+ =

X

P P 0 ⇔Pα2 =PX2

α α = X X

2m K 2m K

α α

⇒ X =

X

m

K K

m (2)

Thay (2) vào (1) ta có: ∆ = α+ α α

X

m

E K K

m α α

∆ ⇒ =

+

X X

m E K

m m Thay số Kα = 6,3 MeV

Bài 13. Người ta dùng prơtơn có động WP = 5,58MeV bắn phá hạt nhân 1123Na đứng yên, tạo phản ứng: 23 A

11 N

p+ Na→ Ne+ α

1) Nêu định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân cấu tạo hạt nhân Ne

2) Biết động hạt Wá = 6,6 MeV, tính động hạt nhân Ne Cho mp = 1,0073u; mNa = 22,985u;

mNe = 19,9869u; mα = 4,9915; lu = 931MeV / c2

Giải 13 1) Trong phản ứng hạt nhân số nuclêôn bảo tồn Trong phản ứng hạt nhân điện tích bảo toàn

Trong phản ứng hạt nhân động lượng lượng bảo tồn Ta có: + 23 = A + ⇒ A = 20

+ 11 = Z + ⇒ Z = 10

Hạt nhân Neôn (Ne) có 10 prôtôn 10 nơtrôn

1) Ta có ( mp + mNa )c2 + Wp = ( mNe + mα)c2 + WNe + Wα ⇒ WNe = (mp + mNa – mNe - mα)c2 + Wp – Wα

Thế số: WNe = 39 x 10-4 x 931 – 102= 3,63 – 1,02 = 2,61 MeV

Bài 14. Cho prơtơn có động 1,46 MeV bắn phá hạt nhân 73Li đứng yên sinh hai hạt α có động Xác định góc hợp véc tơ vận tốc hai hạt α sau phản ứng Biết mp = 1,0073 u; mLi = 7,0142 u; mα = 4,0015 u u = 931,5 MeV/c2

Giải 14 Theo định luật bảo toàn động lượng ta có: pp →

= pα1 →

+ pα2 →

p2

p= p

1 α + p

2

Vì pα1 = pα2 = pα p2 = 2mWđ cosϕ =

2 W W

4 W

p p

m m

m

α α

α α

−

= W W

2 W

p p

m m

m

α α

α α

−

(1) Theo định luật bảo toàn lượng: (mp +mLi)c2 +Wp = 2mαc2 + 2Wα

Wα =

2

( ) W

2

p Li p

m +m − m cα +

= 9,3464 MeV (2) Từ (1) (2) suy ra: cosϕ = - 0,98 = cos168,50ϕ = 168,50 Bài 15. Hạt nhân phóng xạ 23492 Uphát hạt α

a) Viết phương trình phản ứng

b) Tính lượng toả (dưới dạng động hạt α hạt nhân con) Tính động hạt α hạt nhân

− α

= =

= = × =

u x

27

2

Cho m 233,9904u; m 229,9737u;

MeV

m 4,0015u; u 1,66055 10 kg 931

C Giải 15 a) Viết phương trình phản ứng: 23492 U→ 42He+AZTh

Định luật bảo toàn số khối: 234 A= + ⇒ A 230=

Định luật bảo toàn điện tích: 92=2+Z => Z = 90 Vậy 23492 U → 42He+23090 Th

b) Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

α α α α

= +

⇒ =

X X

X

X

O m V m V

m V

V (1)

m

- Áp dụng định luật bảo toàn lượng:m cu 2=m cα 2+Wα+m cX 2+WX

- Năng lượng toả ra:

α α

α α α

α α α α

= + = − − =

= =

⇒ = = × = +

= =

+

2

X u X

2

X X X

X

X

X

X

W W W (m m m )C 14,15MeV

1

W m V , W m V

2

m 230

W W 14,15 13,91MeV

m m 234

m

W W 0,24MeV

m m

Bài 16. Bắn hạt anpha có động Eα= 4MeV vào hạt nhân 2713Alđứng yên Sau phản ứng có suất hạt nhõn phtpho30

a/ Viết phơng trình phản ứng hạt nhân ?

b/ Phn ng trờn thu hay toả l−ợng ? tính l−ợng ?

c/ Biết hạt nhân sinh với phốtpho sau phản ứng chuyển động theo ph−ơng vng góc với ph−ơng hạt anpha HKy tính động động phốtpho ? Cho biết khối l−ợng hạt nhân : mα= 4,0015u , mn = 1,0087u ,

mP = 29,97005u , mAl = 26,97435u , 1u = 931MeV/c2

Gi¶i 16:

a/ Ph−ơng trình phản ứng hạt nhân : 24He+2713Al→3015P+AZX + Theo định luật bảo toàn số khối : A = (4 + 27) – 30 =

+ Theo định luật bảo toàn nguyên tử số : Z = (2 + 13) - 15 = Đó nơtron 01n

Ph−ơng trình phản ứng đầy đủ : 42He+2713Al→3015P+01n

b/ ∆M = M0 – M = (mα+ mAl) – (mP + mn) = – 0,0029u < =>

Ph¶n ứng thu lợng E = Mc2 = 0,0029.931 = – 2,7 MeV

c/ áp dụng định luật bảo toàn động l−ợng định luật bảo toàn l−ợng toàn phần : p =pn+pP (1) ; E + (m + mAl)c2 = (mn + mP)c2 + En + EP (2)

P P α

v n P

Trang 47

Trong hình vẽ pα; pn ; pP lần l−ợt véc tơ động l−ợng hạt α ; n ; P Vì hạt nhân nhơm đứng n nên PAl = EAl = ; Eα; En ; EP lần l−ợt động hạt anpha ,

nơtron phốtpho (ở có bảo toàn l−ợng toàn phần bao gồm l−ợng nghỉ động hạt)

Theo đề ta có : vαvng góc với v nghĩa pn vng góc với pα (Hình vẽ) nên ta có :

2

pα + pn2 = pp2 (3) Giữa động l−ợng động có mối liên hệ : p2 = 2mE ,

Ta viÕt l¹i (3) 2mα Eα + 2mnEn = 2mPEP => EP = n P n P

E m m E m m

+

α

α (4)

Thay (4) vµo (2) chó ý ∆E = [(mα+ mAl) (mP + mn)]c2 = Mc2 ta đợc :

∆E + (1 +

P m mα

)Eα = (1 +

P n m m

)En rót : EP = 0,56 MeV ; En = 0,74 MeV ;

Gäi α góc pP p ta có : = = = α α

α m E

E m p

p

tg n n n 0,575 => α = 300

Do góc ph−ơng chuyển động n hạt nhân P : 900 + 300 = 1200

Bµi 17. (ĐềĐH – CĐ 2011) Bắn một prôtôn vào hạt nhân 7Li

3 đứng yên Phản ứng tạo hai hạt nhân X giống bay với tốc độ theo phương hợp với phương tới prơtơn góc 600 Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân tính theo đơn vị u số khối Tỉ số tốc độ prôtôn tốc độđộ hạt nhân X

A. B

2

C. D

4

HD

Phương trình phản ứng hạt nhân 11p+37Li→24He+24He Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, Pp Pα Pα

+

= từ hình vẽ

Pp = PHe ⇔ = ⇒ = =4

p He He

p p

p

m m v

v v

m v

m α α Chọn A

Bài 18. Nhà máy điện nguyên tử dùng U235 có công suất 600MW hoạt động liên tục năm Cho biết hạt nhân bị phân hạch toả l−ợng trung bình 200MeV , hiệu suất nhà máy 20%

a/ TÝnh lợng nhiên liệu cần cung cấp cho nhà máy năm ?

b/ Tớnh lng du cn cung cấp cho nhà máy công suất nh− có hiệu suất 75% Biết suất toả nhiệt dầu 3.107J/kg So sánh l−ợng dầu với urani ?

Gi¶i 18 :

a/ Vì H = 20% nên công suất urani cần cung cấp cho nhà máy : Pn = 100.P/20 = 5P

Năng lợng nhiên liệu cung cấp cho nhà máy năm lµ : W = Pn.t = 365.6.108.24.3600 = 9,64.1015J

Số hạt nhân phân dK đ−ợc l−ợng : N = W/200.1,3.10—13 = 2,96.1026 hạt

Khèi l−ỵng U235 cung cấp cho nhà máy : m = N.A/NA = 1153,7 kg

b/ Vì hiệu suất nhà máy 75% nên có công suất 600MW dầu có c«ng suÊt pn/ = P/H = 4P/3

Năng lợng dầu cung cấp cho năm : W/ = P

n/t = (4.6.108/3).24.3600.356 = 2,53.1015J

Lợng dầu cần cung cấp : m/ = W//3.107 = 8,4.107 kg = 84 000 tÊn Ta cã : m//m = 7,2.105 lÇn

Bµi 19. Hạt nhân 21084Po đứng yên phóng xạ một hạt , biến đổi thành hạt nhân AZPb có kèm theo một photon

1) Viết phương trình phản ứn, xác định A,Z

2) Bằng thực nghiệm, người ta đo đuợc động hạt 6,18 MeV Tính động hạt nhân Pb theo đơn vị MeV

3) Tính bước sóng xạ

Pp

PHe

PHe

Biết mPo =209,9828u; mHe =4,0015u; mPb =205,9744u; h 6,625x10= −34Js; c 3x10 m / s= ; = MeV2

1u 931

c

Giải 19 :1) Phương trình phóng xạ là: 21084Po→24He+20682Pb+ γ 2) Tính KPb: Theo định luật bảo tồn động lượng: = +

He He Pb Pb

0 m V m V hay mHe HeV +m VPb Pb

⇒ He He2 = Pb Pb2 He m .V Pb m V

m . m

2 2 ⇒mHe.KHe =m KPb Pb

⇒ Pb = He He = =

Pb

m K 4x6,18

K 0,12

m 206 MeV

3) Tính bước sóng xạ

Độ hụt khối ∆m m= Po−(mPb+mHe)⇒∆ =E mPo−(mPb+mHe)c2 =6,424 MeV Năng lượng phôton : ε = = ∆ −( + )=

λ Pb He

hc

E K K 0,124 MeV

Bước sóng xạ : −

−

λ = = 12

6 19

hc

10x10 0,124x10 x1,6x10

⇒ λ= 10pm

Bài 20. Bắn hạt vào hạt Nito (147N) đứng yên Sau phản ứng sinh hạt proton hạt nhân oxy Các hạt sinh sau phản ứng có vecto vận tốc phương vớ vận tốc hạt Phản ứng thu lượng là1.21MeV Tính động hạt , proton, hạt nhân oxy Coi khối lượng hạt xấp xỉ số khối

Giải 20 : phương trình phản ứng 42He+147N →11H +178O

vì vận tốc hạt phương, nên theo định luật bảo toàn lượng ta có:

( )

α α = H + o

m V m m V ⇒ = α α +

.

H o

m V V

m m

Với v vận tốc cảu hạt nhân H O Tổng đông cảu H O K=KH+Ko

( ) ( )

( ) ( )

α α α

α α

= + = + =

+ +

2 2

1

2 H o H o H o H o

m V m

K m m V m m K K

m m m m

4

1 17

K Kα Kα

⇒ = = +

Theo đinh luật bảo toàn lương: ∆ =E K−Kα

2

1.21 1.21

9Kα Kα 9Kα

⇒− = − ⇒ = 1.21 1.56

7

x

Kα MeV

⇒ = = Vì vận tốc H O động tỉ lệ vớ khối lượng

1 17 18

o H o o

H H

H o H o

K K K K

K K K

m m m m

+

= = ⇒ = =

+

Bài 21. Mẫu chất phóng xạ Poloni 210

84Po có khối lượng m = 2.1g phóng xạ chuyển thành hạt nhân X Poloni có chu kì bán rã T = 138 ngày

a) Sau mẫu có 38.073 10× 20 h ạt X

b) Phản ứng khơng xạđiện từ, hạt, Po đứng n Tính động hạt X hạt Cho m = 209.9373u; m = 205.9294uPo u ; m = 4.0015u; 1u = 931.5 MeV2

C ; A

haït N = 6.032 1023

mol

×

Trang 49 Số hạt thời điểm t = 0: N0 = m.NA = 2.1 x6.023x1023=60.23x10 haït20

A 210

Số hạt bị phân rã sau thời gian t: ∆N N= o−N N (1 e= o − −λt),

−λ − ∆ λ

⇒ = ⇒ =

− ∆

t o t o

o o

N N N

e e

N N N

Thay số λ = = ≈

−

20 t

20 20

60.23x10

e 2.7183 e

60.23x10 38.073x10

⇒λ =t 1⇒t= T = 138 =199.1 ngaøy

0.693 0.693

Sau 199.1 ngày có ∆N hạt nhân bị phân rã, củng số hạt X có mẫu b) Tính động năng:Theo định luật bảo tồn động lượng: = α+

Po X

P P P Hạt Po đứng yên

α

⇒ = =

Po X

P 0 neân P P Hay m vα α =m vx x ⇒m vα α2 =m vx x2 ⇒m Wα ñα =m Wx ñx Động hạt nhân X: ñx = α ñα = ñα

x

m W

W W

m 206

Hay Wñx=0.01942Wñα Suy ra: Wñα =5.848Mev; Wñx =5.9616 5.848 0.114Mev− = Theo định luật bảo toàn lượng

( α ) α

α+ α

= = + +

= − −

= − −

2

Po x ñ ñx

2 ñ ñx Po x

m C m m c W W W W (m m m )c

(209.373 4.0015 205.9294)x931.5

Hay Wñα+Wñx= 5.9616 Mev Suy ra: Wñα = 5.848 Mev; Wñx = 5.9616 – 5.848 = 0.114 MeV

Bài 22(CĐ-2011) : Dùng hạt α bắn phá hạt nhân nitơđang đứng yên thu hạt proton hạt nhân ôxi theo phản ứng: 14 17

2α+ 7N → 8O+1p Biết khối lượng hạt phản ứng là: mα =4,0015u; mN =13,9992 u; 16,9947

O

m = u; mp= 1,0073 u Nếu bỏ qua động hạt sinh động tối thiểu hạt α A 1,503 MeV B 29,069 MeV C 1,211 MeV D 3,007 Mev

HD: áp dụng định luật bảo toàn lượng : Wđα +m0c2 =mc2 ⇒Wđα =mc2 −m0c2 =1,211MeV

Bài 23: người ta dùng hạt prơtơn có động 2,69 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên thu hạt α có động cho mp = 1,,0073u; mLi = 7,0144u; m α =4,0015u ; 1u = 931 MeV/c2 Tính động vận tốc hạt α tạo thành?

A 9,755 MeV ; 3,2.107m/s B.10,5 MeV ; 2,2.107 m/s C 10,55 MeV ; 3,2.107 m/s D 9,755.107 ; 2,2.107 m/s Giải: Phương trình: 4

1p+ 3L i  → 2α + 2α

Năng lượng phản ứng hạt nhân :

∆E = ( MTrước – MSau ).c2 = 0,0187uc2 = 17,4097 MeV > Vậy phản ứng tỏa lượng Áp dụng định luật bảo tồn lượng ta có:

Kp + KLi + ∆E = Kα + Kα <=> 2,69 + + 17,4097 = 2Kα =>Kα = 10,04985MeV ≈10,5MeV

2

m v K

K v

m

α α

α α

α

α

= ⇒ =

Bài 24: Người ta dùng hạt protôn bắn vào hạt nhân 9Be4 đứng yên để gây phản ứng 1p +49Be →4X +36Li Biết động hạt p , X 36Li 5,45 MeV ; MeV 3,575 MeV Lấy khối lượng hạt

nhân theo đơn vịu gần khối số chúng Góc lập hướng chuyển động hạt p X là: A 450 B 600 C 900 D 1200

Kp = 5,45 MeV ; KBe = 0MeV ; KX = MeV ; KLi = 3,575 MeV ; pBe = đứng yên

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

2

2 2

0

( ) ( )

2 os

2 2 . 2. . os 2 . 2 .

. 2. . . . os . .

os 0 90

p X Li p X Li p X Li

p p X X Li

p p p p X X X X Li Li

p p p p X X X X Li Li

p p p p p p p p p p p p c p p

m K m K m K c m K m K m K m K m K c m K m K

c

α

α α

α α

→

→ → → → → → → →

= + ⇔ − = ⇔ − =

⇔ + + =

⇔ + + =

⇔ + + =

⇒ = ⇒ =

Bài 25: Dùng hạt Prôtôn có động Kp = 5,45 MeV bắn vào hạt nhân Beri đứng yên tạo nên phản ứng: H

1 + 49Be

→ He

4

2 + 36Li Hê li sinh bay theo phương vng góc với phương chuyển động Prơtơn Biết động Hêli Kα = 4MeV khối lượng hạt tính theo đơn vị u số khối chúng Động hạt nhân Liti có giá trị:

A 46,565 MeV ; B 3,575 MeV C 46,565 eV ; D 3,575 eV GIẢI: Theo ĐL bảo toàn động lượng: Pp = Pα + PLi

Do hạt hêli bay theo phương vng góc với hạt Proton: Ta có: P2

p + P2he = P2li Mà: động năng.K = P

2

2m thay vào, ta có: 2mpKp + 2mheKhe = 2mliKli ⇒ Kli = (mpKp + mheKhe)/mli số ta kết

KLi = (4Kα + Kp )/6 = 21,45/6 = 3,575(MeV)Chọn đáp án B c.TRẮC NGHIỆM:

Câu 1. Chất phóng xạ 21084Po phát tia α biến đổi thành 206Pb

82 Biết khối lượng hạt mPb = 205,9744u, mPo = 209,9828u, mα= 4,0026u Giả sử hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên phân rã không phát tia α động hạt nhân

A 0,1MeV; B 0,1MeV; C 0,1MeV; D 0,2MeV

Câu 2. Hạt α có động Kα = 3,1MeV đập vào hạt nhân nhôm gây phản ứng α+2713Al→3015P+n, khối lượng hạt nhân mα = 4,0015u, mAl = 26,97435u, mP = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931Mev/c2 Giả sử hai hạt sinh có vận tốc Động hạt n

A Kn = 8,8716MeV B Kn = 8,9367MeV C Kn = 9,2367MeV D Kn = 10,4699MeV

Câu 3. Cho hạt prơtơn có động KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân 37Li đứng yên, sinh hai hạt α có độ lớn vận tốc không sinh tia γ nhiệt Cho biết: mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10—27kg

Động hạt sinh bao nhiêu?

A Kα = 8,70485MeV B Kα = 9,60485MeV C Kα = 0,90000MeV D Kα = 7,80485MeV

Câu 4. Cho hạt prơtơn có động KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân 37Li đứng yên, sinh hai hạt α có độ lớn vận tốc không sinh tia γ nhiệt Cho biết: mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10—27kg

Độ lớn vận tốc hạt sinh là:

A vα = 2,18734615m/s B vα = 15207118,6m/s C vα = 21506212,4m/s D vα = 30414377,3m/s Câu 5 Cho hạt prơtơn có động KP = 1,8MeV bắn vào hạt nhân Li

7

3 đứng yên, sinh hai hạt có độ lớn vận tốc không sinh tia γ nhiệt Cho biết: mP = 1,0073u; mα = 4,0015u; mLi = 7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10— 27kg

Độ lớn vận tốc góc vận tốc hạt bao nhiêu?

A 83045’; B 167030’; C 88015’ D 178030’.

Pα

Trang 51 Câu Dùng hạt prơton có động làWp = 5,58MeV bắn vào hạt nhân 23

11Na đứng yên ta thu hạt α hạt nhân Ne cho khồng có xạγ kèm theo phản ứng động hạt α W α = 6,6 MeV hạt Ne 2,64MeV Tính lượng toả phản ứng góc vectơ vận tốc hạt α hạt nhân Ne ?(xem khối lượng hạt nhân số khối chúng)

A 3,36 MeV; 1700 B 6,36 MeV; 1700 C 3,36 MeV; 300 D 6,36 MeV; 300

Câu Dùng hạt prơton có động làWp = 3,6MeV bắn vào hạt nhân73Li đứng yên ta thu được2 hạt X

giống hệt có động tính động mổi hạt nhân X? Cho cho mp = 1,,0073u; mLi =

7,0144u; m X = 4,0015u ; 1u = 931 MeV/c2

A.8,5MeV B.9,5MeV C.10,5MeV D.7,5MeV

Câu Đồng vị 23492U phóng xạα biến thành hạt nhân Th khơng kèm theo xạγ tính lượng phản

ứng tìm động , vận tốc Th? Cho m α = 4,0015u; mU =233,9904u ; mTh=229,9737u; 1u = 931MeV/c2

A thu 14,15MeV; 0,242MeV; 4,5.105 m/s B toả 14,15MeV; 0,242 MeV; 4,5.105 m/s

C toả 14,15MeV; 0,422MeV; 5,4.105 m/s D thu 14,15MeV; 0,422MeV; 5,4.105 m/s

Câu Hạt α có động W α = 4MeV bắn vào hạt nhân Nitơđang đứng yên gây phản ứng :

α + 14

7N ─> 11H + X

Tìm lượng phản ứng hạt nhân vận tốc hạt nhân X Biết hai hạt sinh có động Cho m α = 4,002603u ; mN = 14,003074u; mH = 1,0078252u; mX = 16,999133u;1u = 931,5 MeV/c2

A toả 11,93MeV; 0,399.107 m/s B thu 11,93MeV; 0,399.107 m/s

C toả 1,193MeV; 0,339.107 m/s D thu 1,193MeV; 0,399.107 m/s

Câu 10 226

88Ra hạt nhân phóng xạ sau thời gian phân rã thành hạt nhân tia α

Biết mRa = 225,977 u; mcon = 221,970 u ; m α = 4,0015 u; 1u = 931,5 MeV/c2 Tính động hạt α hạt nhân phóng xạ Radi

A 5,00372MeV; 0,90062MeV B 0,90062MeV; 5,00372MeV C 5,02938MeV; 0,09062MeV D 0,09062MeV; 5,02938MeV

Câu 11 Hạt nhân phóng xạ Pơlơni 21084Po đứng n phát tia sinh hạt nhân X Biết rằng mỗi phản ứng phân rã Pôlôni giải phóng lượng Q = 2,6MeV Lấy gần khối lượng hạt nhân theo

số khối A đơn vị u Động hạt có giá trị

A 2,15MeV B 2,55MeV C 2,75MeV D 2,89MeV Câu 12 Hạt nhân 226

88Ra đứng yên phóng xạ biến đổi thành hạt nhân X , biết động hạt :

W = 4,8 MeV Lấy khối lượng hạt nhân tính u số khối chúng, lượng tỏa phản ứng

A 1.231 MeV B 2,596 MeV C 4,886 MeV D 9,667 MeV Câu 13 Người ta dùng proton bắn phá hạt nhân Beri đứng yên Hai hạt sinh Hêli X :

1p + 94Be → 42He + X

Biết proton có động Kp= 5,45MeV, Hêli có vận tốc vng góc với vận tốc proton có động

KHe = 4MeV Cho độ lớn khối lượng hạt nhân (đo đơn vị u) xấp xỉ số khối A

nó Động hạt X

A 3,575MeV B 1,225MeV C 6,225MeV D 8,525 MeV

Caâu 14 Hạt α có khối lượng 4,0013u được gia tốc xíchclotron có từ trường B=1T Đến vòng cuối, quỹ

đạo hạt có bán kính R=1m Năng lượng là:

A 25 MeV B 48 MeV C 16 MeV D 39 MeV Câu 15 Hạt nhân 222

86Rnphóng xạα Phần trăm lượng tỏa biến đổi thành động hạt α: A 76% B 98% C 92% D 85%

Caâu 16 Bắn hạt α vào hạt nhân 147N ta có phản ứng:147N+α→178P+ p Nếu hạt sinh có vận tốc v Tính tỉ số động hạt sinh hạt ban đầu

D CÁC BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM RÈN LUYỆN Câu 1.Phát biểu sau sai nói hạt nhân nguyên tử?

A Hạt nhân có ngun tử số Z chứa Z prôtôn B Số nuclôn số khối A hạt nhân C Số nơtrôn N hiệu số khối A số prôtôn Z D Hạt nhân trung hòa vềđiện

Câu 2.Hạt nhân nguyên tử cấu tạo :

A prôtôn, nơtron êlectron B nơtron êlectron

C prôtôn, nơtron D prôtôn êlectron Câu Hạt nhân pôlôni 84210Po có:

A 84 prơton 210 nơtron B 84 prôton 126 nơtron

C 84 nơtron 210 prôton D 84 nuclon 210 nơtron

Câu Nguyên tử 1123Na gồm

A 11 prôtôn 23 nơ trôn B 12 prôtôn 11 nơ trôn

C 12 nơ trôn 23 nuclôn D 11 nuclôn 12 nơ trơn Câu Phương trình phóng xạ:1737Cl+ZA X →n+1837 Ar Trong Z, A là:

A Z = 1, A = B Z = 2, A = C.Z = 1, A = D Z = 2, A = Câu Đơn vị khối lượng nguyên tử ( u ) có giá trị sau đây?

A u = 1,66 10-24 kg B u = 1,66 10-27 kg C u = 1,6 10-21 kg D u = 9,1.10-31 kg

Câu Các đồng vị Hidro

A Triti, đơtêri hidro thường B Heli, tri ti đơtêri

C Hidro thường, heli liti D heli, triti liti

Câu 8 Cho phản ứng hạt nhân sau: 24He + 147N → X + 11H Hạt nhân X hạt sau đây:

A 178O. B 1019Ne C 34Li D 9He

4

Câu Trong phản ứng hạt nhân: 12D+12D→X + p 1123Na+ p→Y+1020Ne X Y là:

A Triti α B Prôton α C Triti đơtêri D α triti

Câu 10 Xác định hạt x phản ứng sau :25 22 12Mg+ →x 11Na+α

A proton B nơtron C electron D pozitron Câu 11 Hạt nhân phóng xạ Hạt nhân sinh có

A 5p 6n B 6p 7n C 7p 7n D 7p 6n

Câu 12 Chất phóng xạ 20984Po chất phóng xạα Chất tạo thành sau phóng xạ Pb Phương trình phóng xạ

của q trình :

A 20984Po→42He+20780Pb B 20984Po+24He→21386Pb C Po He Pb 205

82 209

84 → + D Po He Pb

82 205 209

84 → + Câu 13 Lực hạt nhân

A lực tĩnh điện B lực liên kết nơtron

C lực liên kết prôtôn D lực liên kết nuclôn

Câu 14 Bản chất lực tương tác nuclôn hạt nhân ?

A lực tĩnh điện B Lực hấp dẫn C Lực điện từ D Lực lương tác mạnh

Câu 15 Độ hụt khối hạt nhân ( đặt N = A - Z) :

A = Nmn - Zmp B = m - Nmp - Zmp

C = (Nmn + Zmp ) - m D = Zmp - Nmn

Câu 16 Đại lượng đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân ?

A Năng lượng liên kết B Năng lượng liên kết riêng

C Số hạt prôlôn D Số hạt nuclôn Câu 17 Đồng vị nguyên tử mà hạt nhân:

A có khối lượng B số Z, khác số A

Trang 53 A prôtôn B nơtron C nuclôn D êlectrôn

Câu 19 Các hạt nhân đồng vị có

A số prơtơn khác số nơtron B số nơtron khác số prôtôn C số prôtôn số khối D số khối khác số nơtron

Câu 20 Hãy chọn câu tia phóng xạ

A Tia α gồm hạt nhân nguyên tử23He B Tia γ thực chất sóng điện từ có λ dài C Tia β-gồm electron có kí hiệu −01e D Tia β+ gồm pơzitron có kí hiệu 0e

1 Câu 21 Phóng xạ tượng hạt nhân

A phát xạđiện từ B tự phát tia α, β, γ

C tự phát tia phóng xạ biến thành hạt nhân khác

D phóng tia phóng xạ, bị bắn phá hạt chuyển động nhanh Câu 22 Phóng xạ khơng có thay đổi cấu tạo hạt nhân?

A Phóng xạ α B Phóng xạ

C Phóng xạ D Phóng xạ

Câu 23 Trong q trình phóng xạ chất, số hạt nhân phóng xạ

A giảm theo thời gian B giảm theo đường hypebol

C không giảm D giảm theo quy luật hàm số mũ

Câu 25 Trong phóng xạγ hạt nhân

A tiến ô so với hạt nhân mẹ bảng tuần hồn B tiến hai so với hạt nhân mẹ bảng tuần hoàn

C lùi ô so với hạt nhân mẹ bảng tuần hồn

D khơng thay đổi vị trí so với hạt nhân mẹ bảng tuần hồn

Câu 26 Phản ứng hạt nhân khơng tuân theo định luật bảo toàn sau đây?

A Định luật bảo tồn điện tích B Định luật bảo toàn lượng

C Định luật bảo toàn số khối D Định luật bảo tồn khối lượng Câu 27 Định luật phóng xạđược cho biểu thức sau đây?

A N(t) = No e-λT B N(t) = No eλt C N(t) = No.e-tln2/T D N(t) = No.2t/T

Câu 28 Chọn câu sai tia phóng xạ

A Khi vào từ trường tia β+ tia β- lệch hai phía khác

B Khi vào từ trường tia β+ tia α lệch hai phía khác

C Tia phóng xạ qua từ trường không lệch tia γ

D Khi vào từ trường tia β- tia α lệch hai phía khác Câu 29. Phóng xạ sau có hạt nhân tiến ô so với hạt nhân mẹ

A Phóng xạα B Phóng xạ −

β C Phóng xạ +

β D Phóng xạ γ

Câu 30 Một lượng chất phóng xạ có số lượng hạt nhân ban đầu N0 sau chu kì bán rã ,số lượng hạt nhân

phóng xạ cịn lại

A N0/2 B N0/4 C N0/8 D m0/16

Câu 31 Hằng số phóng xạλ chu kỳ bán rã T liên hệ hệ thức

A λ T = ln B λ = T.ln C λ = T / 0,693 D λ = -

T 963 ,

Câu 32 Hạt nhân Uran 23892U phân rã cho hạt nhân Thori 23490Th Phân rã thuộc loại phóng xạ nào?

A Phóng xạα B Phóng xạβ- C Phóng xạβ+ D Phóng xạγ

Câu 33 Phản ứng tổng hợp hạt nhân nhẹ xảy ở:

A Nhiệt độ bình thường B Nhiệt độ thấp

C Nhiệt độ cao D Áp suất cao

Câu 34 Trong lò phản ứng hạt nhân nhà máy điện nguyên tử hệ số nhân nơtrôn k phải thỏa mãn điều kiện nào?

Câu 35 Trong một phản ứng hạt nhân tỏa lượng, đại lượng sau hạt sau phản ứng lớn

so với lúc trước phản ứng

A Tổng khối lượng hạt B Tổng độ hụt khối hạt

C Tổng số nuclon hạt D Tổng vectơđộng lượng hạt

Câu 36 Sự phân hạch vỡ hạt nhân nặng

A Thành hai hạt nhân nhẹ hơn, hấp thụ nowtron B Một cách tự phát thành nhiều hạt nhân nhẹ

C Thành hai hạt nhân nhẹ hơn, cách tự phát

D Thành hai hạt nhân nhẹ vài nowtron, sau hấp thụ nơtron chậm

Câu 37 Phản ứng nhiệt hạch

A Kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng điều kiện nhiệt độ cao

B Kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình thành hạt nhân nặng nhiệt độ cao C Phân chia hạt nhân nhẹ thành hai hạt nhân nhẹ kèm theo tỏa nhiệt

D Phân chia hạt nhân nặng thành hạt nhân nhẹ

Câu 38 Phản ứng nhiệt hạch phản ứng hạt nhân

A Tỏa nhiệt lượng lớn B Cần nhiệt độ cao thực C Hấp thụ nhiệt lượng lớn

D Trong đó, hạt nhân nguyên tử nung chảy thành nuclon

Câu 39 Khối lượng hạt nhân 104Be 10,031(u), khối lượng prôtôn 1,0072(u), khối lượng nơtron

là 1,0086(u) Độ hụt khối hạt nhân 104Belà

A 0,0561 (u) B 0,0691 (u) C 0,0811 (u) D 0,0494 (u) Câu 40 Cho năng lượng liên kết hạt nhân

2He 28,3MeV Năng lượng liên kết riêng hạt nhân A 14,15 MeV/nuclon B 14,15 eV/nuclon

C 7,075 MeV/nuclon D 4,72 MeV/nuclon

Câu 41 Khối lượng hạt nhân 37Li 7,0160 (u), khối lượng prôtôn 1,0073(u), khối lượng nơtron 1,0087(u), 1u = 931 MeV/e2 Năng lương liên kết hạt nhân 37Lilà

A 37,9 (MeV) B 3,79 (MeV) C 0,379 (MeV) D 379 (MeV)

Câu 42 Hạt nhân 6027Co có khối lượng 55,940 u Biết khối lượng prôtôn 1,0073 u klho61i lượng nơtron 1,0087 u Năng lượng liên kết riêng hạt nhân 6027Co

A 70,5 MeV B 70,4MeV C 48,9 MeV D 54,4 MeV

Câu 43 Độ hụt khối hạt nhân ddowterri (D) 0,0024u Biết mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u Khối lượng hạt ddowterri

A 2,1360u B 2,0136u C 2,1236u D 3,1036u Câu 44 Cho phản ứng hạt nhân 27 30

13Al+α →15 P+n Biết khối lượng mAl = 26,97u ; mα = 4,0015u ; mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u ; mP = 29,97u 1uc2 = 931,5 MeV Bỏ qua động hạt tạo thành Năng lượng tối thiểu để phản ứng xảy

A 5,804 MeV B 4,485 Mev C 6,707 MeV D 4,686 MeV Câu 45 Cho phản ứng hạt nhân Al 30P n

15 27

13 → +

+

α , khối lượng hạt nhân mα = 4,0015u, mAl =

26,97435u, mP = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931Mev/c2 Năng lượng mà phản ứng toả thu vào bao nhiêu?

A Toả 4,275152MeV B Thu vào 2,67197MeV C Toả 4,275152.10-13J D Thu vào 2,67197.10-13J

Câu 46 Phốtpho có chu kỳ bán rã 14 ngày Ban đầu có 300g phốt Sau 70 ngày đêm, lượng phốt

còn lại:

A 7.968g B 7,933g C 8,654g D.9,735g

Câu 47 Một nguồn phóng xạ có chu kỳ bán rã T thời điểm ban đầu có No = 2.1016 hạt nhân Sau khoảng thời gian 2T số hạt nhân lại là:

Trang 55 Câu 48 Chu kỳ bán rã 226

88 Ra 1600 năm Thời gian để khối lượng Radi lại 1/4 khối lượng ban

đầu

A 6400 năm B 3200 năm C 4200 năm D 4800 năm

Câu 49 Giả sử sau phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu), Số hạt nhân đồng vị phóng xạ cịn lại

bằng 25% số hạt nhân ban đầu Chu kì bán rã đồng vịđó

A 0,5 B C D 1,5

Câu 50 Chu kỳ bán rã chất phóng xạ 2,5 năm Sau năm, tỉ số số hạt nhân lại số hạt nhân

ban đầu bao nhiêu?

A 40% B 24,2% C 75,8% D B, C sai

Câu 51 Một nguồn phóng xạ có chu kỳ bán rã T thời điểm ban đầu có No = 2.106 hạt nhân Sau khoảng thời gian 2T, 3T số hạt nhân lại là:

A

9 ,

o o N N

B

8 ,

o o N N

C

4 ,

o o N N

D

16 ,

o o N N

Câu 52 Một đồng vị phóng xạ A lúc đầu có No = 2,86 1016 hạt nhân Trong giờđầu có 2,29 1015 hạt nhân bị

phân rã Chu kỳ bán rã đồng vị A bao nhiêu?

A B 30 phút C 15 phút D A, B, C sai

Câu 53 Urain phân rã theo chuỗi phóng xạ U →Th→Pa→ZAX β β

α 238

92 ; Trong Z , A :

A Z = 90 ; A = 234 B Z = 92 ; A = 234 C Z = 90 ; A = 236 D Z = 90 ; A = 238 Câu 54 Tại thời điểm ban đầu người ta có 1,2g 22286Rn Radon chất phóng xạ có chu kỳ bán rã T = 3,6 ngày Sau khoảng thời gian t = 1,4T số nguyên tử 22286Rn lại là?

A N = 1,874.1018 B N = 2,165.1019 C N = 1,2336.1021 D N = 2,465.1020 Câu 55 Cho phản ứng hạt nhân sau : 12H + 12H → 23He+ 01n + 3,25 MeV

Biết độ hụt khối 21H ∆mD = 0,0024 u 1u = 931 MeV/e2 Năng lượng liên kết hạt nhân 23He A 7,72 MeV B 77,2 MeV C 772 MeV D 0,772 MeV

Câu 56 Phát biểu sau không đúng? A Hạt +

β hạt −

β có khối lượng

B Hạt +

β hạt −

β phóng từ đồng vị phóng xạ

C Khi qua điện trường hai tụ hạt +

β hạt −

β bị lệch hai phía khác D Hạt +

β hạt −

β phóng có vận tốc (gần vận tốc ánh sáng) Câu 57 Phương trình phản ứng : −

+ + + →

+ 93 7β

41 235

92U n X Nb n A

Z Trong Z , A :

A Z = 58 ; A = 143 B Z = 44 ; A = 140 C Z = 58 ; A = 140 D Z = 58 ; A = 139

Câu 58 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ −

β hạt nhân ZAX biến đổi thành hạt nhân Y A Z ' '

A Z' = (Z + 1); A' = A B Z' = (Z – 1); A' = A C Z' = (Z + 1); A' = (A – 1) D Z' = (Z – 1); A' = (A + 1) Câu 59 Chọn đáp án đúng: Trong phóng xạ β+ hạt nhân

X A

Z biến đổi thành hạt nhân Y A Z ' '

A Z' = (Z – 1); A' = A B Z' = (Z – 1); A' = (A + 1) C Z' = (Z + 1); A' = A D Z' = (Z + 1); A' = (A – 1) Câu 60 Trong phóng xạ +

β hạt prơton biến đổi theo phương trình đây?

A p→n+e++ν B p→n+e+ C n→ p+e− +ν D n→ p+e− Ngun tắc thành cơng: Suy nghĩ tích cực; Cảm nhận đam mê; Hành động kiên trì ! Chúc em học sinh THÀNH CÔNG học tập!

Sưu tầm chỉnh lý: GV: Đoàn Văn Lượng

Email: doanvluong@yahoo.com ; doanvluong@gmail.com; ℡

℡ ℡