- Một vài loại hạt phúng xạ và đặc trưng về điện tớch, số khối của chỳn g:
Dạng 3: Xỏc định phản ứng hạt nhõn tỏa hoặc thu năng lượng a.
a.
Phương phỏp:
- Xột phản ứng hạt nhõn : A + B → C + D .
- Khi đú : + M0 = mA + mB là tổng khối lượng nghỉ của cỏc hạt nhõn trước phản ứng . + M = mC + mD là tổng khối lượng nghỉ của cỏc hạt nhõn sau phản ứng . - Ta cú năng lượng của phản ứng được xỏc định : ∆E = ( M0 – M)c2
+ nếu M0 > M ⇔∆E > 0 : phản ứng toả nhiệt . + nếu M0 < M ⇔∆E < 0 : phản ứng thu nhiệt .
b. Bài tập:
Bài 1 :Thực hiện phản ứng hạt nhõn sau : 2311Na + 21D → 42He + 2010Ne . Biết mNa = 22,9327 u ; mHe = 4,0015 u ; mNe = 19,9870 u ; mD = 1,0073 u. Phản ỳng trờn toả hay thu một năng lượng bằng bao nhiờu J ?
A.thu 2,2375 MeV B. toả 2,3275 MeV. C.thu 2,3275 MeV D. toả 2,2375 MeV
Giải
- Ta cú năng lượng của phản ứng hạt nhõn trờn là :
∆E = ( M0 – M ).c2 = ( mNa + mHe ─ mNe ─ mD )c2 = 2,3275 MeV> 0 đõy là phản ứng toả năng lượng . ⇒ Chọn B.
Bài 2 : Cho phản ứng hạt nhõn: Cl H Ar 1n 0 37 18 1 1 37
17 + → + phản ứng trờn tỏa hay thu bao nhiờu năng lượng? Biết mCl = 36,956563u, mH = 1,007276u, mAr =36,956889u, 1u = 931MeV/c2
Túm tắt Giải:
Xỏc định phản ứng Tớnh ∆E
tỏa hay thu năng lượng ∆E= ( mCl + mH – mAr – mn ) 931= -1,6 MeV mCl = 36,956563u Phản ứng thu năng lượng 1,6MeV mH = 1,007276u, mAr =36,956889u
1u = 931MeV/c2. .∆E ?
Bài 3 : Đồng vị Pụlụni 21084Po là chất phúng xạ α và tạo thành chỡ (Pb).
1) Viết phương trỡnh phõn rĩ và nờu thành phần cấu tạo của hạt nhõn chỡ tạo thành.
2) Năng lượng tỏa ra trong phản ứng trờn dưới dạng động năng của hạt α và hạt nhõn chỡ. Tớnh động năng mỗi hạt. Giả thiết ban đầu hạt nhõn Pụlụni đứng yờn. Cho mPo = 209,9828u; mHe =4,0015u; mPb = 205,9744u; 1u 931= MeV2
c .
Giải bài 3: 1) Phương trỡnh: 21084Po→42He+AZX trong đú Z = 84 - 2 = 82; A = 210 -4 =206 ⇒X :20682Pb
Phương trỡnh phản ứng: 21084Po→42He+20682Pb Hạt nhõn 20682Pb cú 82 prụtụn và 206 -82 = 124 nơtrụn. 2) Năng lượng tỏa ra trong mỗi 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 tồn động lượng: α α α
α = + ⇒ = ì ur uuur uuuur Pb Pb Pb m Pb O m V m V V V m (1) Hay α α α α α α = = ì ữ = ì 2 2 Pb Pb Pb Pb m m 1 1 K m V m V K 2 2 m m = 51,5KPb (2) Từ (1) và (2) => KPb = 0,12MeV, Kα =6,12MeV Bài 4 : Cho phản ứng hạt nhõn: 37 + → +37 17Cl X n 18Ar
1) Viết phương trỡnh phản ứng đầy đủ. Xỏc định tờn hạt nhõn X.
2) Phản ứng tỏa hay thu năng lượng. Tớnh năng lượng tỏa (hay thu) ra đơn vị MeV.
Cho mCl =36,9566u;mAr =36,9569u;mn =1,0087u; mX=1,0073u;1u 931= MeV2c c
Giải Bài 4
1) Phản ứng hạt nhõn: 37 +A → 1 +37 17Cl ZX 0n 18Ar
Định luật bảo tồn số khối: 37 + A = 1 + 37 => A = 1 Định luật bảo tồn điện tớch: 17 + Z = 0 + 18 => Z = 1 Vậy =1
1
X H (Hiđrụ) 37 +1 → 1 +37 17Cl 1H 0n 18Ar
2) Năng lượng phản ứng: Tổng khối lượng M1và M2của hạt trước và sau phản ứng là = + = 1 Cl H M m m 37,9639u = + = 2 n Ar M m m 37,9656u
Ta thấy M1 <M2 => phản ứng thu năng lượng ; Năng lượng thu vào ∆ = − 2
2 1
E (M M )c
Thay số ∆ =E 0,0017uc2 =0,0017 931MeV 1,58MeVì ≈
Bài 5(ĐH-2011) : Giả sử trong một phản ứng hạt nhõn, tổng khối lượng của cỏc hạt trước phản ứng nhỏ hơn tổng khối lượng của cỏc hạt sau phản ứng là 0,02 u. Phản ứng hạt nhõn này
A. tỏa năng lượng 1,863 MeV. B. tỏa năng lượng 18,63 MeV. C. thu năng lượng 1,863 MeV. D. thu năng lượng 18,63 MeV.
HD:m0 < m : phản ứng thu năng lượng. Năng lượng phản ứng thu vào :W = ( m – m0 ).c2|= 0,02.931,5 = 18,63MeV
c.TRẮC NGHIỆM:Cõu 1. Cho phản ứng hạt nhõn Al 30P n