Vat ly hat nhan hay

[r]

Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Trang | -I ĐỘ HỤT KHỐI, NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN

+ Độ hụt khối hạt nhân: ∆ =m m0− =m (Zmp+Nmn)−m + Năng lượng liên kết hạt nhân: ∆ = ∆E m.c2=(m0−m)c2 + Năng lượng liên kết riêng: ε E

A ∆ =

+ Động tương đối tính: Wđ = E – E0 = ( )

2 2

0 0

2 m

mc m c m m c m c

v

c

 

 

 

− = − = − 

 

 

− 

   

 

Câu 1: Biết khối lượng prôtôn; nơtron; hạt nhân 168 Olần lượt 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u 1u = 931,5 MeV/c

Năng lượng liên kết hạt nhân 168 O xấp xỉ

A 14,25 MeV B 18,76 MeV C 128,17 MeV D 190,81 MeV Câu 2: Biết khối lượng nơtron, protoon cácbon 126C tương ứng là: mn = 1,008665u; mp = 1,007285u; mC = 12u; 1uc2 = 931,5 MeV Năng lượng liên kết riêng hạt nhân cácbon 12

6C là:

A 7,681 MeV B 7,429 MeV C 8,251 MeV D 9,218 MeV Câu 3: Một hạt có động năng lượng nghỉ Tính tốc độ Cho tốc độ ánh sáng chân không c = 3.108 m/s

2 v= c

Câu 4: Một hạt có khối lượng nghỉ m0 Tính động hạt chuyển động với tốc độ 0,6c (c tốc độ ánh sáng chân không) theo thuyết tương đối Ed =0, 25m c0

Câu 5: Một electron chuyển động với vận tốc v = 0,6c có động bao nhiêu? Biết khối lượng nghỉ electron me = 9,1.10

-31

kg tốc độ ánh sáng chân không c = 3.108 m/s

A ≈ 5,46.10-14 J B ≈ 1,02.10-13 J C ≈ 2,05.10-14 J D ≈ 2,95.10-14 J II BÀI TỐN VỀ PHĨNG XẠ

Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Trang | -Ví dụ 1: Chất phóng xạ pơlơni 21084Po phát tia α biến đổi thành chì 20682Pb Cho chu kì bán rã 21084Po 138 ngày Ban đầu (t = 0) có mẫu pơlơni ngun chất Tại thời điểm t1, tỉ số số hạt nhân pôlôni số hạt nhân chì mẫu 1/3 Tại thời điểm t2 = t1 + 414 ngày, tỉ số số hạt nhân pơlơni số hạt nhân chì mẫu

A 1/15 B 1/31 C 1/9 D 1/25

Ví dụ 2: Cho 210P0 chất phóng xạ anpha tạo thành hạt nhân X với chu kì bán rã T = 138 ngày Biết lúc đầu có P0 nguyên chất, tỉ lệ khối lượng hạt nhân X : khối lượng hạt nhân P0 = 103 : 15 tuổi mẫu chất

A 138 ngày B 276 ngày C 414 ngày D 79 ngày.

Ví dụ 3:Để cho chu kì bán rã T chất phóng xạ, người ta dùng máy đếm xung Trong t1 giờđầu tiên máy đếm n1 xung; t2 = 2t1 máy đếm

9

n n

64

= xung Chu kì bán rã T có giá trị bao nhiêu? A T = t1/2 B T = t1/3 C T = t1/4 D T = t1/6 Ví dụ 4: Một hỗn hợp gồm hai chất phóng xạ X Y ban đầu số hạt phóng xạ hai chất Biết chu kì phóng xạ hai chất T1 T2 với T1 = 2T2 Sau thời gian hỗn hợp cịn lại phần hai số hạt ban đầu:

A 1,5T1 B 2T1 C 3T1 D 0,69T1

Ví dụ 5: Một nguồn phóng xạ 22488 Ra có khối lượng ban đầu m0 = 32 gam phóng xạ hạt α Sau khoảng thời gian chu kỳ phân rã thể tích khí Hêli thu ởđiều kiện chuẩn ?

A 0,2 lít B lít C lít D 0,3 lít

Ví dụ 6: Ban đầu có gam radon 22286 Rn chất phóng xạ với chu kì bán rã T = 3,8 ngày Độ phóng xạ lượng radon nói sau thời gian 9,5 ngày

Hocmai.vn – Ngơi trường chung học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Trang | -Ví dụ 7: Một lượng chất phóng xạ 22286Rn ban đầu có khối lượng mg Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75% Độ phóng xạ lượng Rn cịn lại là:

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

Ví dụ 8: 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 xỉ số khối chúng NA = 6,02.10

23

mol-1

Đ/s: N = 1,88.1018

Ví dụ 9: Một nguồn phóng xạ 224

88 Ra có khối lượng ban đầu m0, sau 14,8 ngày khối lượng nguồn lại 2,24 g

Biết chu kỳ bán rã T 224

88 Ra 3,7 ngày Tính m0?

A 3,584 g B 8,96 g C 17,92 g D 35,84 g

Ví dụ 10:Đểđo chu kì bán rã chất phóng xạ õ- người ta dùng máy đếm xung "đếm số hạt bị phân rã" (mỗi lần hạt õ- rơi vào máy gây xung điện làm cho sốđếm máy tăng đơn vị) Trong lần đo thứ máy đếm ghi 340 xung phút Sau ngày máy đếm ghi 112 xung phút Tính chu kì bán rã chất phóng xạ

A T = 19 giờ B T = 7,5 giờ C T = 0,026 giờ D T = 15 giờ Ví dụ 11:Đồng vị1431Si phóng xạ β– Một mẫu phóng xạ 1431Si ban đầu thời gian phút có 190 nguyên tử bị phân rã sau 3h thời gian phút có 17 nguyên tử bị phân rã Chu kì bán rã chất là:

A 2,5 giờ B 2,6 giờ C 2,7 giờ D 2,8 giờ

Ví dụ 12:Đểđo chu kì bán rã chất phóng xạ, người ta dùng máy đếm xung Bắt đầu đếm từ t0 = đến t1 = 2h, máy đếm X1 xung, đến t2 = 6h máy đếm X2 = 2,3X1 Chu kì bán rã chất phóng xạđó

A 4h 30 phút 9s B 4h phút 33s C 4h 42 phút 33s D 4h 12 phút 3s Ví dụ 13: 131

53I chất phóng xạ β

–

có chu kì bán rã ngày đêm (NA = 6,02.10 23

mol-1) Một mẫu lúc đầu có 10 gam I-ốt, sau 20 ngày đêm độ phóng xạ mẫu

Hocmai.vn – Ngơi trường chung học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Trang | - Ví dụ 14: Cơban phóng xạ 6027C0được sử dụng rộng rãi y học kĩ thuật, phát xạ tia ó có thời gian bán rã T = 5,7 năm Để số hạt giảm xuống e lần (e số loga tự nhiên ln) cần khoảng thời gian A t = 8,55 năm B t = năm C t = 8,22 năm D t = năm Ví dụ 15: Một chất phóng xạ có chu bán rã T Biết thờđiểm khảo sát 4s ( biết T >> s) có N hạt nhân bị phân rã Trước 14 ngày s có N hạt nhân bị phân rã Sau thờđiểm khảo sát 14 ngày số hạt nhân bị phân rã s

A N/4 B N/16 C N/8 D N/2

Ví dụ 16: Cho P0 chất phóng xạ anpha tạo thành hạt nhân X với chu kì bán rã T = 138 ngày Biết lúc đầu có P0 nguyên chất, tỉ lệ số hạt nhân X số hạt nhân P0 = : tuổi mẫu chất

A 138 ngày B 276 ngày C 414 ngày D 79 ngày

Ví dụ 17: Cho P0 chất phóng xạ anpha tạo thành hạt nhân X với chu kì bán rã Biết lúc đầu có P0 nguyên chất, lúc bắt đầu khảo sát tỉ lệ số hạt nhân X số hạt nhân P0 : sau 270 ngày tỉ sốđó 15 : Chu kì T

A 135 ngày B 276 ngày C 138 ngày D 137 ngày

Ví dụ 18: 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 D 4k +

Ví dụ 19: Cho biết 23892U 23592U chất phóng xạ có chu kì bán rã T1 = 4,5.10

9

năm T2 = 7,13.10

năm Hiện quặng urani thiên nhiên có lẫn U238 U 235 theo tỉ lệ 160 : Giả thiết thời điểm tạo thành Trái đất tỉ lệ : Cho ln10 = 2,3; ln2 = 0,693 Tuổi Trái đất bao nhiêu?

Hocmai.vn – Ngơi trường chung học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Trang | -III PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

Ví dụ 1: Cho phản ứng nhiệt hạch: 12H+12H→24He+3, 25MeV Biết độ hụt khối hạt 12H 1H

m 0, 0024u

∆ =

Cho 1uc2 = 931 MeV Năng lượng liên kết riêng hạt 42He là:

A 7,7188 MeV/nuclon B 1,9297 MeV/nuclon C 30,8752 MeV/nuclon D 7,7188 eV/nuclon

Ví dụ 2: 210

84Po chất phóng xạα biến thành hạt chì Pb Coi khối lượng hạt nhân gần số khối (tính theo u) hạt nhân coi hạt nhân Po đứng n phóng xạ Tính phần trăm lượng tỏa chuyển thành động hạt nhân

A 1,9% B 2,2% C 2,9% D 4,9%

Ví dụ 3: Cho phản ứng hạt nhân: p+49Be→36Li+ +α 2,15MeV Biết prôtôn có động Kp = 5,45 MeV, hạt

9

4Be đứng yên, tỷ số vận tốc hạt α hạt nhân Li

α

Li

v

v =3 Động α là:

A 3,325 MeV B 3,478 MeV C 4,122 MeV D 7,642 MeV Ví dụ 4: 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

Đ/s: ϕ = 168,50

Ví dụ 5: Dùng hạt prơtơn có động Kp = 5,58 MeV bắn vào hạt nhân

23

11Na đứng yên, ta thu hạt α hạt X

có động tương ứng Kα = 6,6 MeV ; KX = 2,64 MeV Coi phản ứng không kèm theo xạ gamma, lấy khối lượng hạt nhân tính theo u xấp xỉ số khối Góc vectơ vận tốc hạt α hạt X

Đ/s: ϕ = 1700

Ví dụ 6: Cho phản ứng hạt nhân sau α+147N→ +p 178 O Hạt α chuyển động với động Kα = 9,7 MeV đến bắn vào hạt N đứng yên, sau phản ứng hạt p có động KP = 7,0 MeV Cho biết: mN = 14,003074u; mP = 1,007825u; mO = 16,999133u; mα = 4,002603u Xác định góc phương chuyển động hạt α hạt p?

Hocmai.vn – Ngơi trường chung học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Trang | - Ví dụ 7: Cho lượng liên kết riêng hạt α 7,1 MeV/nuclon; U234 7,63 MeV/nuclon; thori (Th230) 7,7 MeV/nuclon Năng lượng tỏa hạt nhân U234 phóng xạα thành hạt nhân Th230 là:

A 14,25 MeV B 13,98 MeV C 12,75 MeV D 15,98 MeV Ví dụ 8: Cho phản ứng hạt nhân: 21D+31T→24He+01n Biết lượng liên kết riêng hạt tương ứng là: εD = 1,11 MeV/nuclon; εT = 2,83 MeV/nuclon; εHe = 7,10 MeV/nuclon Năng lượng tỏa phản ứng hạt nhân là: A 16,52 MeV B 17,25 MeV C 17,69 MeV D 18,26 MeV Ví dụ 9: Hạt nhân 21084Po đứng yên, phân rã α thành hạt nhân chì Động hạt α bay chiếm phần trăm lượng phân rã ?

A 1,9% B 98,1% C 81,6% D 19,4%

Ví dụ 10: Dùng prơtơn có động 5,45 MeV bắn vào hạt nhân

4Be đứng yên Phản ứng tạo hạt nhân X

và hạt α Hạt α bay theo phương vng góc với phương tới prơtơn có động MeV Khi tính động hạt, lấy khối lượng hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử số khối chúng Năng lượng tỏa phản ứng

A 3,125 MeV B 4,225 MeV C 1,145 MeV D 2,125 MeV Ví dụ 11: Dùng hạt prơtơn 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 Động hạt sinh

A 19,0 MeV B 15,8 MeV C 9,5 MeV D 7,9 MeV

Ví dụ 12: Hạt nhân mẹ Ra đứng yên biến đổi thành hạt α hạt nhân Rn Tính động hạt α hạt nhân Rn Biết m(Ra) = 225,977u, m(Rn) = 221,970u; m(α) = 4,0015u Chọn đáp án đúng?

A Kα = 0,09 MeV; KRn = 5,03 MeV B Kα = 0,009 MeV; KRn = 5,3 MeV C Kα = 5,03 MeV; KRn = 0,09 MeV D Kα = 503 MeV; KRn = 90 MeV

Hocmai.vn – Ngơi trường chung học trị Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Trang | - Ví dụ 13: Cho hạt prơtơn có động KP = 1,46 MeV bắn vào hạt nhân Li đứng yên Hai hạt nhân X sinh giống có động Cho mLi = 7,0142u, mp = 1,0073u, mX = 4,0015u Động hạt nhân X sinh

A 9,34 MeV B 93,4 MeV C 934 MeV D 134 MeV

Ví dụ 14: Hạt proton có động KP = 6MeV bắn phá hạt nhân Be

9

4 đứng yên tạo thành hạt α hạt nhân X Hạt α bay theo phương vng góc với phương chuyển động proton với động 7,5MeV Cho khối lượng hạt nhân số khối Động hạt nhân X

A MeV B 14 MeV C MeV D 10 MeV

Ví dụ 15: Cho proton có động KP = 1,8 MeV bắn phá hạt nhân 73Li đứng yên sinh hai hạt X có tốc độ, khơng phát tia γ Khối lượng hạt là: mp = 1,0073u; mX = 4,0015u; mLi = 7,0144u Động hạt X

A 9,6 MeV B 19,3 MeV C 12 MeV D 15 MeV

Ví dụ 16: Cho phản ứng hạt nhân sau: p+94Be→ +X 36Li Biết m(Be) = 9,01219u; m(p) = 1,00783u; m(X) = 4,00620u; m(Li) = 6,01515u; 1u = 931 MeV/c2 Cho hạt p có động KP = 5,45MeV bắn phá hạt nhân Be đứng yên, hạt nhân Li bay với động 3,55 MeV Động hạt X bay có giá trị

A KX = 0,66 MeV B KX = 0,66 eV C KX = 66 MeV D KX = 660 eV Ví dụ 17: Bắn hạt n có động MeV vào hạt nhân 36Li đứng yên thu hạt α hạt X Hạt α hạt X có góc hợp với hướng tới hạt nơtrôn 150 300 Phản ứng tỏa hay thu lượng bao nhiêu? (lấy tỉ số khối lượng hạt nhân tỉ số số khối chúng)

A tỏa 1,66 MeV B Thu 1,66 MeV C Tỏa 3,32 MeV D Thu 3,32 MeV

Ví dụ 18: Cho hạt α có động Kα = MeV bắn phá hạt nhân nhôm (2713Al) đứng yên Sau phản ứng, hai hạt sinh X nơtrôn Hạt nơtrôn sinh có phương chuyển động vng góc với phương chuyển động hạt α Cho mα

= 4,0015u; mAl = 26,974u; mX = 29,970u; mn = 1,0087u Động hạt nhâm X nơtrơn nhận giá trị sau

A KX = 5,490 MeV Kn = 0,4702 MeV B KX = 5,490 MeV Kn = 4,702 MeV

C KX = 0,5490 MeV Kn = 4,702 MeV D KX = 0,5490 MeV Kn = 0,4702 MeV

Hocmai.vn – Ngôi trường chung học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Trang | - Ví dụ 19: Một nhà máy điện nguyên tử dùng U235 Biết nguyên tử U235 phân hạch tỏa 200 MeV Hiệu suất nhà máy 30% Nếu công suất nhà máy 1920 MW khối lượng U235 cần dùng ngày là:

A 4,54 kg B 6,75 kg C 8,12 kg D 12,63 kg

Ví dụ 20: Xét phản ứng nhiệt hạch 12H+12H→23He+10n; biết mH = 2,0135u; mHe = 3,0149u; mn = 1,0087u Với 1g nhiên liệu 12H tỏa lượng

A 7,6.1010 J B 15,3.1010 J C 4,8.1023 J D 9,6.1023 J