Tài liệu Phân loại và phương pháp giải nhanh vật lý_Chương VIII: Vật lý hạt nhân doc

Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VIII: Vật lý hạt nhân Chơng VIII: Vật lý hạt nhân Phần I: kiến thức cơ bản Hạt nhân có ký hiệu: X A Z Trong đó A là số khối: A=Z+N Z là điện tích hạt nhân (bằng số hạt proton). N là số hạt nơtron. 1.Các số liệu hay dùng trong tính toán: m P =1,67263ì10 -27 kg=1,007276u; m n =1,67494ì10 -27 kg=1,008665u; 1u= 12 1 khối lợng của 1 nguyên tử các bon C 12 6 =1,66055ì10 -27 kg=931Mev/c 2 1eV=1,6022ì10 -19 J; 1MeV=10 6 eV=1,6022ì10 -13 J; 1MeV/c 2 =1,7827ì10 -30 kg; 1kg=0.561.10 30 MeV/c 2 2. Các loại tia phóng xạ Tia thực chất là hạt He 4 2 Tia - thực chất là hạt e 0 1 mang điện tích e. Tia + thực chất là hạt e 0 1 mang điện tích +e. Tia thực chất là sóng điện từ có bớc sóng ngắn(<0,01nm), là tia phóng xạ đi kèm theo các tia , - , + . Hạt Nơtron n 1 0 ; Hạt Prôtôn p 1 1 hoặc H 1 1 3. Mối liên hệ giữa khối l ợng m và số nguyên tử N: 2323 1002,61002,6 ìììì=ì= A m M m N M m N A (nguyên tử) (1) Trong đó M là khối lợng 1 mol nguyên tử của chất đang xét, nếu đầu bài bài toán không cho biết khối lợng M của một hạt nhân nguyên tử, có thể lấy M gần đúng bằng số khối A. (Thật vây: Khối lợng một mol nguyên tử chất bất kỳ là: )()(001,0.10.02,6.10.66055,1 1. 2327 gAkgAANuAM A == ) 4. Định luật phóng xạ: Một số công thức toán học về hàm số mũ thờng gặp trong vật lý hạt nhân: T t T t T t Ln T t Lnt T Ln t t T t T Ln t eeee eee 2/12)( 2 ))(2( 2 693,02 ===== == Trong đó: đợc gọi là hằng số phóng xạ: TT Ln 693,02 == T là chu kỳ phóng xạ của chất đang xét (t và T phải đồng đơn vị) Các nội dung liên quan tới định luật: Nếu gọi N 0 và m 0 lần lợt là số nguyên tử và khối lợng ban đầu của chất phóng xạ, tại thời điểm t bất kỳ thì: Số nguyên tử và khối lợng còn lạ (ký hiệu là N và m): Th.S Lê Văn Thành-Email: levanthanh@pv-power.vn -ĐT:04.33.52.86.81-0989.345.975 Trang 117 Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VIII: Vật lý hạt nhân T t O t T O t T Ln O t O NeNeNeNN 2/ 693,02 ==== (2) T t O t T O t T Ln O t O memememm 2/ 693,02 ==== (3) Số nguyên tử và khối lợng đã phóng x (ký hiệu là N và m): )1()1()21( )1()1()21( 693,0 0 2 00 2 0 693,0 0 2 000 t T t T Ln T t t T Ln oto t T t T Ln T t t oto ememmemmmmm eNeNNeNNNNN ===== ===== )5( )4( 5. Độ phóng xạ (số phân rã trong 1 giây của một l ợng chất): H (t) =H 0 ì e - t (Bq); (có thể tính độ phóng xạ theo đơn vị Curi: 1Ci=3,7.10 10 Bq) Với H 0 là độ phóng xạ ban đầu: oooo N T N T Ln NH 693,02 === (6) Chý ý khi tính độ phóng xạ T phải đổi sang đơn vị giây (s). 6. Tính toán khối luợng chất đ ợc tạo thành do phóng xạ Xét sự phóng xạ: CxM C C M M A Z A Z + thì: - Khi 1 hạt nhân mẹ phóng xạ thì cũng có 1 hạt nhân con đợc tạo thành. Do đó số l- ợng hạt bị phân rã luôn luôn bằng số lợng hạt tạo thành: A M M CM N A m NNN . === (hạt nhân) Trong đó m là khối lợng hạt nhân mẹ bị phóng xạ ra đợc tính theo công thức () Khối lợng hạt nhân con đợc tạo thành: M C MC A A M M C A C A C C M M mM N N M m M N N M N N m = = == M C MC M M mm = (7a) Khi không biết khối lợng M M , M C tính gần đúng M M =A M ; M C =A C : M C MC A A mm = (7b) Tỉ số giữa khối lợng chất phóng xạ còn lại và khối lợng chất mới đợc tạo thành: C M t t C M t o t o C M C A M A C M A A e e A A eN eN AN AN A N N A N N m m . 1 . )1( . . = = = = )1.( . t C t M C M eA eA m m = (8) 7. Công thức Anhxtanhvề độ hụt khối: - Năng lợng nghỉ: E=mc 2 - Năng lợng liên kết: [ ] 2 )( cmmNmZE HNnP ìì+ì= (9) - Độ hụt khối: Xét phản ứng hạt nhân: DCBA A Z A Z A Z A Z 4 4 3 3 2 2 1 1 ++ Độ hụt khối: )()( DCBAo mmmmmm ++= (10) Th.S Lê Văn Thành-Email: levanthanh@pv-power.vn -ĐT:04.33.52.86.81-0989.345.975 Trang 118 Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VIII: Vật lý hạt nhân Năng lợng toả ra hay hấp thụ: :E= (m 0 -m) ìc 2 (11) Phản ứng toả năng lợng nếu: E>0; phản ứng thu năng lợng nếu E<0. 8. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân: Xét phản ứng hạt nhân: DCBA A Z A Z A Z A Z 4 4 3 3 2 2 1 1 ++ Định luật bảo toàn số khối: 4321 AAAA +=+ Định luật bảo toàn điện tích: 4321 ZZZZ +=+ Định luật bảo toàn véc tơ động lợng: DCBA PPPP +=+ DDCCBBAA vmvmvmvm +=+ Định luật bảo toàn năng lợng toàn phần: 22 )()( cmmEcmmE DCSBAd ++=++ 9. Giải bài tập liên quan tới bảo toàn động l ợng và bảo toàn năng l ợng: B ớc 1: Viết phơng trình định luật bảo toàn véc tơ động lợng: DCBA PPPP +=+ DDCCBBAA vmvmvmvm +=+ (12) Biểu diễn các véc tơ bằng sơ đồ hình học, từ đó rút ra phơng trình độ lớn của các véc tơ động lợng ta đợc phơng trình (a) (ở đây không viết ra phơng trình này). B ớc 2 : Viết phơng trình định luật bảo toàn năng lợng toàn phần: 22 )()( cmmEcmmE DCSBAd ++=++ (13) Lập mối liên hệ giữa P và E ta đợc phơng trình số (b) (ở đây không viết ra phơng trình này). = = 2 2 1 mvE mvP = = 22 2 1 vm m E mvP = = m P E mvP 2 2 = = m P E EmP 2 2 2 )15( )14( B ớc 3: Giải hệ phơng trình (a) và (b). Phần II: Các dạng bài tập cơ bản Dạng 1: Tìm l ợng chất phóng xạ Th.S Lê Văn Thành-Email: levanthanh@pv-power.vn -ĐT:04.33.52.86.81-0989.345.975 Trang 119 Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VIII: Vật lý hạt nhân Ví dụ: Ban đầu có 1 kg chất phóng xạ Co 60 27 , chu kỳ bán rã T=5,33 năm. 1. Tính Số hạt Coban N o ban đầu? Tính số hạt Co còn lại sau 10 năm. 2. Sau 15 năm, khối lợng Coban còn lại bao nhiêu? 3. Coban phóng xạ ra hạt và biến thành Niken Ni 60 28 , hãy tính số nguyên tử và khối lợng niken đợc tạo thành trong khoảng thời gian 15 năm? 4. Coban phóng xạ ra hạt và biến thành Mangan Mn 56 25 , hãy tính khối lợng Mangan đợc tạo thành trong khoảng thời gian 15 năm? 5. Sau bao lâu khối lợng Côban chỉ còn lại 10g? 6. Sau bao lâu khối lợng Coban chỉ còn 62,5g? 7. Sau bao lâu tỉ số khối lợng Co 60 27 còn lại và khối lợng Mangan Mn 56 25 tạo thành bằng 15/14. Bài làm 1. Số hạt Coban N o ban đầu: 2423 10.03,1010.02,6. 60 1000 . === A o o N A m N (nguyên tử). Số hạt Co 60 27 còn lại sau 10 năm: 24 10. 33,5 693,0 24 10.73,2.10.03,10 === eeNN t o (nguyên tử) 2. Khối lợng Co còn lại sau 15 năm: )(14,0 95,1 15. 33,5 693,0 2ln kgememememm oo t T o t o ===== 3. Khối lợng Ni 60 28 đợc tạo thành sau 15 năm: Khối lợng Co 60 27 đã phóng xạ sau 15 năm: )(86,014,01 kgmmm o === Số hạt Co 60 27 đã phóng xạ bằng số hạt Ni 60 28 tạo thành. Ta có: 2323 10.287,8610.02,6 60 860 == == A Co CoNi N A m NN (nguyên tử). Khối lợng Ni 60 28 đợc tạo thành (tính theo phơng trình (7b)) là: )(86,0 60 60 .86,0 kg A A m M M mm Co Ni Co Ni Ni === 4. Khối lợng Mn 56 25 đợc tạo thành sau 15 năm (tính theo phơng trình (7b)) là: )(803,0 60 56 .86,0 kg A A m M M mm Co Mn Co Mn Mn === 5. Giả sử tại thời điểm t Côban chỉ còn lại 10g, ta có: Từ biểu thức: t o emm = : 01,0 1000 10 === o t m m e 100 = t e 100ln = t Th.S Lê Văn Thành-Email: levanthanh@pv-power.vn -ĐT:04.33.52.86.81-0989.345.975 Trang 120 Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VIII: Vật lý hạt nhân 41,35 /693,0 100ln100ln === T t (năm) 6. Giả sử tại thời điểm t Coban chỉ còn 62,5g, ta có 16 1 1000 5,62 === o t m m e 162 / == Ttt e 4 = T t 32,214 == Tt (năm) 7. Giả sử tại thời điểm t tỉ số khối lợng Mangan Mn 56 25 tạo thành và khối lợng Co 60 27 còn lại bằng 14/15. Theo phơng trình (8) ta có: 14 15 )1.(56 .60 )1.( . = = = t t t Mn t co Mn Co e e eA eA m m 1 1 = t t e e 5,0 = t e 5,0ln = t 33,533,5. 693,0 693,0 . 693,0 5,0ln /693,0 5,0ln5,0ln = ==== T T t (năm) Dạng 2: Bài toán tìm chu kỳ phóng xạ Ví dụ: Máy đếm xung phóng xạ của một chất, trong lần đo thứ nhất đếm đợc 1 N hạt phân rã trong khoảng thời gian t . Lần đo thứ hai sau lần đo thứ nhất là t, máy đếm đ- ợc 2 N phân rã cũng trong khoảng thời gian t . Tìm chu kỳ bán rã của chất phóng xạ. áp dụng số: 1 N =340; 2 N =112; t=1ngày. Bài làm Gọi N 1 là số hạt nguyên tử của chất phóng xạ khi bắt đầu đo ở lần thứ nhất. Số phân rã trong 1 phút ở lần đo đầu tiên là: )1( 11 t eNN = Gọi N 2 là số hạt nguyên tử của chất phóng xạ khi bắt đầu đo ở lần thứ hai. Số phân rã trong 1 phút ở lần đo thứ hai là: )1( 22 t eNN = Lập tỉ số: t tt t e eN N N N eN eN N N === = 1 1 2 1 2 1 2 1 )1( )1( )ln( 693,0 2 1 N N t T t == )ln( 693,0 2 1 N N t T = áp dụng số: 1 N =340; 2 N =112; t=1 ngày, ta đợc: 627,0 ) 112 340 ln( 1.693,0 )ln( 693,0 2 1 == = N N t T (ngày) Dạng 3: Tính tuổi thọ của cổ vật Ví dụ: Độ phóng xạ của một mẫu tợng gỗ bằng k lần độ phóng xạ của một khúc gỗ cùng loại mới chặt hạ. Tìm tuổi thọ của pho tợng, biết chu kỳ bán rã của C14 là T áp dụng số: k=0,77; T=5600 năm. Bài làm Th.S Lê Văn Thành-Email: levanthanh@pv-power.vn -ĐT:04.33.52.86.81-0989.345.975 Trang 121 Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VIII: Vật lý hạt nhân Gọi H o , H lần lợt là độ phóng xạ của khúc gỗ mới chặt và của pho tợng cổ. Ta có: o t o kHeHH == ke t = )ln( 693,0 kt T t == 693,0 )ln(. kT t = áp dụng số: k=0,77; T=5600 năm: 2112 693,0 )77,0ln(.5600 == t (năm) Dạng 4: Tính độ phóng xạ Ví dụ: Khối lợng ban đầu của chất phóng xạ X A Z là m o , với chu kỳ bán rã T. 1. Tính độ phóng xạ ban đầu và độ phóng xạ sau t phút. 2. Sau bao lâu độ phóng xạ của chất bằng 1/5 độ phóng xạ ban đầu. áp dụng số: X A Z là Na 23 11 ; m o =0,248mg; T=62s; t=10 phút. Bài làm 1. Độ phóng xạ ban đầu: (Chú ý khi tính độ phóng xạ thì T, t phải có đơn vị là s) 23 3 10.02,6. 23 10.248,0 . 62 693,0 === A o A o oo N A m N M m NH )(10.63,1)(10.65,6 818 CiBqH o == Độ phóng xạ sau thời gian t: )(10.63,1.10.63,1. 5 600 62 693,0 8 693,0 CieeHeHH t T o t o ==== 2. Giả sử sau t giây, độ phóng xạ bằng 1/5 độ phóng xạ ban đầu, ta có: 5 1 === t o t o o e H eH H H 5 1 ln = t )(143 62/693,0 )5/1ln( /693,0 )5/1ln()5/1ln( s T t === Dạng 5: á p dụng các định luật bảo toàn cho phản ứng hạt nhân Ví dụ 1: Cho một chùm hạt có động năng E =4MeV bắn vào các hạt nhân nhôm Al 27 13 đứng yên, ngời ta thấy các hạt nơtron sinh ra chuyển động theo phơng vuông góc với ph- ơng chuyển động của các hạt . 1. Viết phơng trình phản ứng hạt nhân. Phản ứng này thu hay toả năng lợng. Tính năng lợng toả ra hay thu vào đó. 2. Tính động năng E n của nơtron và động năng E P của hạt nhân đợc sinh ra sau phản ứng. Tính góc tạo bởi phơng chuyển động của hai hạt nhân đó. Cho biết khối lợng của các hạt nhân: m =4,0015u; m Al =26,97435u; m X =29,97005u; m n =1,00867u. Bài làm 1. Phơng trình phản ứng hạt nhân: XnHe A Z ++ 1 0 27 13 4 2 áp dụng định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối ta đợc: Z=15; A=30, hạt nhân sinh ra là P 30 15 . Năng lợng của phản ứng: 222 )97005,2900867,197435,260015,4()()( uccmmmmcmmE PnAlo +=+== Th.S Lê Văn Thành-Email: levanthanh@pv-power.vn -ĐT:04.33.52.86.81-0989.345.975 Trang 122 Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VIII: Vật lý hạt nhân )(672,2).931.(00287,000287,0 2 2 2 Mevc c Mev ucE === 0 < E phản ứng thu năng lợng. B ớc 1: áp dụng định luật bảo toàn động lợng, ta có: PnAl PPPP +=+ Pn PPP +=+ 0 , biểu diễn các véc tơ động lợng nh hình vẽ, ta đợc : 222 Pn PPP =+ (1) B ớc 2: áp dụng định luật bảo toàn năng lợng toàn phần, ta có: 22 )()( cmmEEcmmEE PnPnAlAl +++=+++ P n P P P Al [ ] 0)()( 2 =+++ cmmmmEEE PnAlPn (2) B ớc 3: Giải hệ phơng trình (1) và (2), thay EmP 2 2 = , ta đợc: =+ =+ 0)( 2 222 cmmEEE PPP oPn Pn =+ =+ 0 0222 EEEE mEmEmE Pn PPnn =+ =+ 0)672,2(4 00015,4.497005,29.00867,1. Pn Pn EE EE =+ = 328,1 006,1697005,29.00867,1. Pn Pn EE EE = = )(560,0 )(768,0 MevE MevE P n Tính góc hợp bởi n P và P P : Ta có: 22,0 4.0015,4 768,0.00867,1 ==== Em Em P P tg nnn o 4,12 = Góc tạo bởi n P và P P là: 90+12,4=102,4 o Ví dụ 2: Hạt nhân U 234 92 đứng yên phát ra hạt . 1. Viết phơng trình phân rã. 2. Tính động năng và vận tốc của các hạt sinh ra. Cho biết m U =233,9004u; m Th =229,8837u; m =4,00151u Bài làm 1. Phơng trình phân rã: ThHeU 230 90 4 2 234 92 + 2. Tính năng lợng toả ra dới dạng động năng của các hạt: B ớc 1: áp dụng định luật bảo toàn động lợng, ta có: ThU PPP += Th PP += 0 , biểu diễn các véc tơ động lợng nh hình vẽ, ta đợc: Th PP = 22 Th PP = (1) Th.S Lê Văn Thành-Email: levanthanh@pv-power.vn -ĐT:04.33.52.86.81-0989.345.975 Trang 123 PP Th Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VIII: Vật lý hạt nhân B ớc 2: áp dụng định luật bảo toàn năng lợng toàn phần, ta có: 22 )( cmmEEcmE ThthUU +++=+ (2) B ớc 3: Giải hệ phơng trình (1) và (2), thay EmP 2 2 = , ta đợc: =+ = 0)( 0 2 22 cmmEE PP oTh Th =+ = 0)( 022 2 cmmmEE mEmE ThUTh ThTh =+ = 0)8837,22900151,49004,133( 08837,22900151,4 2 ucEE EE Th Th =+ = 0142,14 08837,22900151,4 Th Th EE EE = = )(900,13 )(242,0 MevE MevE Th Vận tốc của các hạt sinh ra: )/(10.694,6 10.66055,1.00151,4 10.6,1.10.900,13.2 2 7 27 196 sm m E v === )/(10.002,0 10.66055,1.8837,229 10.6,1.10.242,0.2 2 7 27 196 sm m E v Th Th Th === Ví dụ 3: Dùng một prôtôn có động năng H E =5,58Mev bắn phá hạt nhân Na 23 11 đứng yên sinh ra hạt và hạt nhân X. 1. Viết phơng trình phản ứng. 2. Phản ứng trên toả hay thu năng lợng? Tính năng lợng đó? 3. Biết động năng của các hạt là E =6,6Mev. Tính động năng của hạt nhân X. 4. Tính góc tạo bởi phơng của hạt và hạt proton. Cho biết m H =1,0073u; m Na =22,9850u; m X =19,9869u; m =4,0015u; 1u=931Mev/c 2 . Bài làm 1. Phơng trình phản ứng: NeHeNaH 20 10 4 2 23 11 1 1 ++ 2. Năng lợng của phản ứng: )(6309,3931.0039,0.0039,0)( 22 MevuccmmmmE NeHeNaH ===+= E >0, phản ứng toả năng lợng. 3. áp dụng định luật bảo toàn năng lợng toàn phần, ta có: 22 mcEEcmEE NeoNaH ++=++ EEEcmmEEEE HoNaHNe ++=++= 0)( 2 )(6109,26309,36,658,5 MevE Ne =+= Th.S Lê Văn Thành-Email: levanthanh@pv-power.vn -ĐT:04.33.52.86.81-0989.345.975 Trang 124 Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VIII: Vật lý hạt nhân 4. Giả sử góc tạo bởi giữa P và H P là nh hình vẽ. áp dụng hệ số cos trong tam giác và biểu thức EmP 2 2 = ta đợc: 222 cos.2 NeHH PPPPP =+ HH NeNeHH H NeH mEmE mEmEmE PP PPP 2.22 222 .2 cos 222 + = + = Na Ne P P H P 796,0 007,1.58,5.0015,4.6,62 9869,19.6109,2007,1.58,50015,4.6,6 .2 cos = + = + == HH NeNeHH mEmE mEmEmE o 75,142 = Ví dụ 4: Hạt nhân phóng xạ U 230 90 đứng yên phát ra hạt theo phơng trình phân rã: 91,4 4 2 230 90 ++ XHeU A Z . Năng lợng toả ra của phản ứng dới dạng động năng của các hạt. Tính động năng của các hạt đợc sinh ra sau phản ứng? (Xem khối lợng hạt nhân lấy gần đúng bằng số khối tính theo đơn vị u). Bài làm B ớc1 : áp dụng định luật bảo toàn động lợng, ta có: 0 =+= XHeU PPP XHe PP = XHe PP = (1) B ớc 2: Năng lợng phản ứng toả ra dới dạng động năng của các hạt nên: XHe EEE += (2) B ớc 3: Thay biểu thức EmP 2 2 = vào (1) và (2) ta đợc hệ: =+ = 91,4 22 XHe XHe EE PP =+ = 91,4 022 XHe XXHeHe EE mEmE =+ = 91,4 0226242 XHe XHe EE EE = = MevE MevE He X 085,0 825,4 Cách làm nhanh đối với bài toán tắc nghiệm: Chỉ cần viết hệ phơng trình ở bớc 3: =+ = ? 22 XHe XHe EE PP , sau đó giải hệ phơng trình này. Dạng 5: Một số bài tập tổng hợp Ví dụ 1: Hạt nhân U(234) phóng xạ biến thành hạt nhân Th(230), biết năng lợng liên kết riêng của U(234) là:7,63MeV, của Th(230) là: 7,7MeV, của hạt là: 7,1MeV. Năng l- ợng phân rã toả ra là: A. -13,98 MeV. B. 7,17 MeV. C. -54,69 MeV. D. 42,82MeV. Bài làm Phơng trình phân hạch: ThHeU 230 90 4 2 234 92 + . Ta có năng lợng nghỉ của mỗi hạt nhân là: E U =E U .A U =7,36.234=1692,8MeV. Tơng tự, ta có: E Th =1771MeV; E =28,4MeV. Vậy năng lợng mà phản ứng tỏa ra là: Th.S Lê Văn Thành-Email: levanthanh@pv-power.vn -ĐT:04.33.52.86.81-0989.345.975 Trang 125 Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VIII: Vật lý hạt nhân )(98,13)4,281771(8,1692)( MeVEEEE ThU =+=+= . Phản ứng thu năng lợng 13,98MeV. Ví dụ 2: Cho phản úng hạt nhân: D + T +n : biết độ hụt khối của các hạt nhân D, T, lần lợt là: m D =0,0024u, m T = 0,0087u, m = 0,0305u, 1uc 2 = 931MeV. Phản ứng này toả hay thu bao nhiêu năng lợng? Chọn kết quả đúng? A. Toả năng lợng 921MeV. B. Toả năng lợng 18,0614MeV. C. Thu năng lợng 18,0614MeV. D. Thu năng lợng 957,2MeV. Bài làm Kiến thức cơ bản: Xét phản ứng: DCBA A Z A Z A Z A Z 4 4 3 3 2 2 1 1 ++ . Ta đi chứng minh độ hụt khối: )()()()( BADCDCBA mmmmmmmmm ++=++= (1). Thật vậy: += += BnpB AnpA mmNmZm mmNmZm )( )( 22 11 )()()( 2121 BAnPBA mmmNNmZZmm ++++=+ (2) += += DnpD CnpC mmNmZm mmNmZm )( )( 44 33 )()()( 4343 DCnPDC mmmNNmZZmm ++++=+ (3) Lấy (3)-(2) và chú ý rằng +=+ +=+ 4321 4321 ZZZZ NNNN ta đợc: =++ )()( BADC mmmm = [ ] [ ] )()()()()()( 43432121 DCnPBAnP mmmNNmZZmmmNNmZZ ++++++++++ [ ] [ ] [ ] )()()()(00 )()()()()()( 43214321 DCBADCBA DCBAnP mmmmmmmm mmmmmNNNNmZZZZ ++=++++= ++++++++= ĐPCM. á p dụng: Năng lợng phản ứng tỏa ra là: [ ] =++== 22 )()( cmmmmmcE BADC [ ] MeVuc 0614,18931.0194,0)00305,0()0087,00024,0( 2 ==++= . Kết luận: Phản ứng thu năng lợng 18,0614MeV. Ví dụ 3: Một tàu phá băng nguyên tử có công suất lò phản ứng P = 18 MW. Nhiên liệu là Urani đã làm giàu chứa 25% U235. Cho biết một hạt nhân U235 phân hạch toả ra năng lợng q = 200 MeV. 1. Tìm khối lợng nhiên liệu cần để tàu hoạt động liên tục trong 60 ngày. 2. Tìm khối lợng dầu cần thiết để thay thế lợng nhiên liêu U235 trên, nếu hiệu suất khi sử dụng dầu hỏa là 40%. Biết năng suất toả nhiệt của dầu là C=3.10 7 J/kg. A. 4,55 kg; 5210T B. 4,55 kg; 7776T C. 3,84 kg; 7776T D. 3,84 kg; 5210T Bài làm Th.S Lê Văn Thành-Email: levanthanh@pv-power.vn -ĐT:04.33.52.86.81-0989.345.975 Trang 126 [...].. .Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VIII: Vật lý hạt nhân 1 Vì hiệu suất H=25%, nên năng lợng phân hạch cần cung cấp cho động cơ trong 60 ngày là: A= P.t 18.10 6.60.86400 = = 373248.10 9 ( J ) H 25% Số nguyên tử U235 cần đợc phân hạch để tạo ra năng lợng đó: N= A 373248.10 9 373248.10 9 = = = 11664.10 21 (hạt) q 200Mev 3,2.10 11 Khối lợng U235... 2,5 h và phát tia - Sau quá trình bắn phá Mn55 bằng nơtron kết thúc ngời ta thấy trong mẫu tỉ số số nguyên tử Mn56/số nguyên tử Mn55 = 10-10 Hỏi sau 10 h sau đó tỉ số trên là bao nhiêu? A 1,25.10-11 B.2,5.10-11 C 3,125.10-12 D 6,25.10-12 Bài làm 1 0 n + 55 Mn 56 Mn 01 e + 56 Fe 25 25 26 Sau khi quá trình bắn phá N1 Số hạt nguyên tử Sau 10h=4T, số hạt 56 25 56 25 55 25 Mn kết thúc, số hạt nhân Mn... bắn phá N1 Số hạt nguyên tử Sau 10h=4T, số hạt 56 25 56 25 55 25 Mn kết thúc, số hạt nhân Mn tại thời điểm đó N2 thì: ' Mn còn lại là: N 2 = 55 25 Mn sẽ không đổi và có số hạt là N2 = 10 10 N1 N 1 = N 2 / 10 10 N2 N2 = 16 24 (1) (2) Từ (1) và (2) suy ra tỉ số nguyên tử Mn56 /số nguyên tử Mn55 tại thời điểm 10h sau là: ' N2 N 2 / 16 10 10 = = = 6,25.10 12 10 N 1 N 2 / 10 16 Th.S Lê Văn Thành-Email: . Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VIII: Vật lý hạt nhân Chơng VIII: Vật lý hạt nhân Phần I: kiến thức cơ bản Hạt nhân có. Trang 121 Phân loại và phơng pháp giải nhanh bài tập vật lý Chơng VIII: Vật lý hạt nhân Gọi H o , H lần lợt là độ phóng xạ của khúc gỗ mới chặt và của pho