1. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
1
HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VỀ HẠT NHÂN
NGUYÊN TỬ
======================
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
I. CƠ SỞ LÍ LUẬN:
Thưa các bạn :Kinh nghiệm của các kì thi tuyển sinh vào các trường đại học, cao
đẳng và trung học chuyên nghiệp trong những năm vừa qua cho thấy rằng , đối với
môn vật lý nói chung và phần vật lý hạt nhân nói riêng , thí sinh nào nắm vững các
phương pháp cơ bản giải các bài toán vật lý sơ cấp thì sẽ có điều kiện đạt điểm cao
trong kì thi.
Hiện nay , trong xu thế đổi mới của ngành giáo dục về phương pháp giảng dạy cũng
như phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả giảng dạy và thi tuyển. Cụ thể là
phương pháp kiểm tra đánh giá bằng phương pháp trắc nghiệm khách quan.Trắc
nghiệm khách quan đang trở thành phương pháp chủ đạo trong kiểm tra đánh giá
chất lượng dạy và học trong nhà trường THPT. Điểm đáng lưu ý là nội dung kiến
thức kiểm tra tương đối rộng, đòi hỏi học sinh phải học kĩ, nắm vững toàn bộ kiến
thức của chương trình, tránh học tủ, học lệch và để đạt được kết quả tốt trong việc
kiểm tra, thi tuyển học sinh không những phải nắm vững kiến thức mà còn đòi hỏi
học sinh phải có phản ứng nhanh đối với các dạng toán, đặc biệt các dạng toán mang
tính chất khảo sát mà các em thường gặp.
II. CƠ SỞ THỰC TIỄN:
Vật lý hạt nhân đối với học sinh trung học phổ thông thật là mới mẻ, trìu tượng , học
sinh chỉ được nghe mà chưa bao giờ được nhìn thấy. Những thành tựu khoa học mà
ngành vật lý hạt nhân đem lại thật là to lớn…..Trong quá trình giảng dạy tôi nhận
thấy học sinh thường chỉ biết làm những bài tập đơn giản như thay vào công thức có
sẵn, còn những bài tập yêu cầu phải có khả năng phân tích đề hoặc tư duy thì kết quả
rất kém.Để giúp cho học sinh dễ dàng nắm được và vận dụng tốt các phương pháp cơ
bản giải các bài toán trong các đề thi thuộc phần “ Vật lý nguyên tử và hạt nhân”
Tôi chọn đề tài:
“HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VỀ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ”
Trong đề tài này tôi tóm tắt lại phần lý thuyết cơ bản của chương, đưa ra các dạng
bài tập cơ bản và phương pháp giải, bài tập vận dụng các phương pháp đó và cuối
cùng là các bài tập tự luyện nhằm giúp các em có kĩ năng giải bài tập.
Cuối cùng rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp và các
em học sinh .
III. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU.
2. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
2
- Làm quen với công tác nghiên cứu khoa học.
- Tìm cho mình một phương pháp để tạo ra không khí hứng thú và lôi cuốn
nhiều học sinh tham gia giải các bài tập lý, đồng thời giúp các em đạt được kết
quả cao trong các kỳ thi.
- Nghiên cứu phương pháp giảng dạy bài vật lý với quan điểm tiếp cận mới:
“Phương pháp Trắc nghiệm khách quan”
IV. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU.
Trong đề tài này tôi lần lượt giải quyết các nhiệm vụ sau:
- Tìm hiểu cơ sở lý luận chung của bài tập vật lý và phương pháp bài tập vật
lý ở nhà trường phổ thông.
- Nghiên cứu lý thuyết về hạt nhân nguyên tử.
- Đưa ra phương pháp chung để giải một số dạng bài tập.
- Vận dung lý thuyết trên để giải một số bài tập.
V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu lý thuyết
- Giải các bài tập vận dụng
VI. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
-Trong giới hạn đề tài tôi chỉ đưa ra phương pháp giải các dạng bài toán về hạt
nhân nguyên tử.
- Đối tượng áp dụng :Tất cả các học sinh lớp 12
3. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
3
PHẦN II: NỘI DUNG
CHƯƠNG I: LÝ THUYẾT CƠ BẢN CỦA CHƯƠNG
1. Cấu trúc hạt nhân. Độ hụt khối và năng lượng liên kết
Hạt nhân nguyên tử bao gồm các proton và notron gọi chung là các hạt
nuclon. Các nuclon này liên kết bằng lực hạt nhân, là loại lực có cự li tương
tác rất nhỏ. Một hạt nhân X có Z proton và N notron thì sẽ có
Z = A + N nuclon, sẽ được kí hiệu là . Z cũng chính là vị trí của nguyên tố
tương ứng trong bảng hệ thống tuần hoàn.
Khối lượng của các nuclon hay các hạt nhân được đo bằng đơn vị Cacbon, là
khối lượng bằng 1/12 khối lượng của hạt nhân C12, kí hiệu là u. Khối lượng
của proton là 1,0073 u, khối lượng của notron là 1,0087 u. Đơn vị khối lượng
u cũng có thể viết là 931 MeV/c2
.
Điều đặc biệt là tổng khối lượng m0 của các nuclon cấu thành bao giờ cũng
lớn hơn khối lượng m của hạt nhân. Gọi m = m0 – m là độ hụt khối của hạt
nhân. Theo hệ thức năng lượng của Anhxtanh, ta thấy năng lượng để giải
phóng các nuclon trong hạt nhân thành các nuclon riêng rẽ tối thiểu phải là
m.c2
. Năng lượng đó gọi là năng lượng liên kết của hạt nhân.
2. Phóng xạ.
Sự phóng xạ là hạt nhân phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân
khác. Các tia phóng xạ có thể là tia α gồm các hạt nhân hạt Heli, tia β gồm các
electron hoặc phản electron hay các tia gamma là các sóng điện từ mạnh.Thực
chất của phóng xạ β+
là một proton biến thành một notron và một hạt e+
:
p n + e+
Thực chất của phóng xạ β-
là một notron biến thành một proton và một hạt e-
:
n p + e-
.
Sự phóng xạ không phụ thuộc vào các điều kiện bên ngoài như áp suất, nhiệt
độ, ánh sáng. Cứ sau một khoảng thời gian T gọi là chu kì bán rã thì số lượng
hạt nhân phóng xạ giảm đi một nửa. Do dó ta viết: N = N0. Hoặc
N = N0.e-λt
với λ = ln2/T
Từ đó ta cũng có: m = m0.e-λt
= m0. . n = n0.e-λt
= n0. .
Độ phóng xạ hay hoạt độ phóng xạ là số hạt phóng xạ trong một giây. Một
phóng xạ trên giây gọi là một Bec-cơ-ren (Bq), 1 Curi (Ci) là 3,7.1010
phóng
xạ trên giây: 1 Ci = 3,7.1010
Bq.
Ta cũng có: H = H0.e-λt
= H0. .
3. Phản ứng hạt nhân
Phản ứng hạt nhân là tương tác của các hạt nhân dẫn đến sự tạo thành các hạt
nhân khác.
4. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
4
Trong phản ứng hạt nhân, khối lượng có thể thay đổi nhưng các đại lượng sau
đây được bảo toàn:
• Tổng số khối của các hạt nhân
• Tổng điện tích của các hạt nhân
• Năng lượng của các hạt nhân
• Động lượng của các hạt nhân.
4. Phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch
Phản ứng phân hạch là sự hấp thụ notron của một hạt nhân số khối lớn rồi vỡ
thành hai hạt nhân trung bình. Phản ứng này thường kèm theo sự phóng ra các
notron khác.
Tùy theo hệ số nhân notron (số notron phát ra trong mỗi phản ứng) và kết cấu
của mẫu chất mà phản ứng được duy trì hay không.
Phản ứng nhiệt hạch là sự kết hợp giữa các hạt nhân nhẹ dưới tác dụng của
nhiệt độ cao thành các hạt nhân lớn hơn. Nhiệt độ cho phản ứng này xảy ra là
hàng triệu độ. Do đó, để phản ứng nhiệt hạch xảy ra, trước đó cần có một
phản ứng phân hạch.
5. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
5
CHƯƠNG II: CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN
Nội dung Các công thức Ghi
chú
Cấu trúc hạt nhân. Độ
hụt khối, năng lượng
liên kết
n =
N = n.NA.
Δm = Zmp + Nmn – m =
Zmp + (A - Z)mn – m
Elk = Δm.c2
Phóng xạ. Định luật
phóng xạ
m = m0.e-λt
= m0.
n = n0.e-λt
= n0.
H = - = - N’ = λN
H = H0.e-λt = H0.
Phản ứng hạt nhân. Các
định luật bảo toàn
Qtỏa = (m1 – m2)c2
Qthu = (m2 – m1)c2
K2 = K1 + Qtỏa = K1 - Qthu
P = mv, p2
= 2mK
6. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
6
DẠNG 1: Cấu trúc hạt nhân. Năng lượng liên kết
Phương pháp giải:
• Số proton trong hạt nhân: Z
• Số nuclon: A
• Số notron: A - Z
• Độ hụt khối: Δm = Zmp + Nmn – m = Zmp + (A - Z)mn - m
• Năng lượng liên kết: Elk = Δm.c2
.
CHƯƠNG III: CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Ví dụ 1: Hạt nhân Natri có kí hiệu và khôí lượng của nó là mNa =
22,983734 u, biết mp = 1,0073 u, mn = 1,0087 u.
a. Tính số hạt notron có trong hạt nhân Na.
b. Tính số nuclon có trong 11,5 g Na.
c. Tính độ hụt khối và năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng
của hạt nhân Na.
Lời giải:
a. Số notron của Na: N* = 23 – 11 = 12.
b. Số mol Na có trong 11,5 g Na: n = = 0,5.
Số nguyên tử chứa trong đó: N = n.NA = 0,5.6,02.1023
= 3,01.1023
.
Mối nguyên tử Na có 23 nuclon, vậy trong từng đó nguyên tử thì số
nuclon là:
N1
= N.23 = 69,23.1023
.
c. Độ hụt khối: Δm = 11. 1,0073 + 13. 1,0087 - 22,9837 = 0,201 (u)
Năng lượng liên kết của Na: Elk = 0,201.931 = 187 (MeV).
DẠNG 2: Phóng xạ. Hoạt độ phóng xạ
Phương pháp giải:
• Hoạt độ phóng xạ hay độ phóng xạ: H = - = - N’ = λN.
• Khối lượng của chất phóng xạ phụ thuộc t theo công thức: m =
m0.e-λt
= m0. .
7. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
7
• Số mol của chất phóng xạ phụ thuộc t theo công thức: n = n0.e-λt
=
n0. .
• Độ phóng xạ của chất phóng xạ phụ thuộc t theo công thức: H =
H0.e-λt
= H0. .
Ví dụ 2: Urani có chu kì bán rã là 4,5.10238
92U 9
năm.
a. Giả sử rằng tuổi của Trái Đất là 5 tỉ năm. Hãy tính lượng còn lại
của 1 g U238 kể từ khi Trái Đất hình thành.
b. Tính độ phóng xạ của một mol U238 và độ phóng xạ của lượng còn
lại sau thời gian 2,25 tỉ năm.
Lời giải:
a. Khối lượng chất phóng xạ được tính theo công thức:
m = m0. .Thay số m0 = 1g, t = 5.109
, T = 4,5.109
ta tính được m
= 0,463 g.
b. Độ phóng xạ được tính theo công thức: H = λN
Trong đó λ = ln2/T với T tính ra giây.
λ = ln2/(4,5.109
.365.86400)
N = nNA = 6,02.1023
.
Thay số ta tính được H = 2,94.106
Bq.
Độ phóng xạ phụ thuộc thời gian theo công thức: H = H0.e-λt
=
H0. .
Với t = 2,25.109
năm thì H = 2,94.106
. = 2,1.106
(Bq).
DẠNG 3: Tìm chu kì phóng xạ. Tìm tuổi của cổ vật
Phương pháp giải:
• Sử dụng các công thức về sự phóng xạ như dạng 3 nêu ở trên.
• Xét công thức: m = m0. .
= -log2
Ta có thể tính t hoặc T.
• Abc
8. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
8
Ví dụ 3: Khi phân tích một mẫu gỗ, người ta thấy 87,5% số nguyên tử đồng vị
phóng xạ đã bị phân rã thành các nguyên tử 17
. Biết chu kì bán rã
của 14
là 5570 năm. Tuổi của mẫu gỗ này là bao nhiêu?
14
6C 7 N
6C
Lời giải: Khi 87,5% số nguyên tử bị phóng xạ thì số nguyên tử còn lại
chỉ là 22,5 % tức là:
N = 0,225N0.
Mà N = N0. => = 0,225 = - log20,225 = 2,15 t = 2,15T.
Thay số ta tính được 11976 (năm).
DẠNG 4: Chất phóng xạ và chất tạo thành
Phương pháp giải:
• Lưu ý rằng có bao nhiêu hạt phóng xạ thì có bấy nhiêu hạt tạo
thành.
• Số hạt đã phóng xạ (chính là số hạt tạo thành) được tính:
Nếu thời gian so sánh được với chu kì:
ΔN = N0 – N = N0(1 - ).
Nếu thời gian rất nhỏ so với chu kì: ΔN = H.Δt = λN.Δt
• Tỉ số số hạt chất còn lại trên số hạt chất tạo thành:
= ( )/(1 - ).
• Tỉ số khối lượng chất còn lại trên khối lượng chất tạo thành:
= . .
Ví dụ 4: Urani có chu kì bán rã là 4,5.10238
92U 9
năm. Khi phóng xạ α, urani biến
thành Thôri . Ban đầu có 23,8 g urani.234
90Th
a. Tính số hạt và khối lượng Thori sau 9.109
năm.
b. Tính tỉ số số hạt và tỉ số khối lượng sau 4,5,109
năm.
Lời giải: Phương trình phóng xạ: + α
Ta thấy một nguyển tử U phóng xạ cho một nguyên tử Th
Trong 23,8 g U ban đầu tương đương 1 mol thì có 6,02.1022
nguyển tử
U.
a. Sau thời gian 9.109
năm tương đương 2 chu kì, số lượng hạt U sẽ
giảm đi 4 lần, tức là còn lại ¼, hay số hạt phóng xạ là ¾. Vậy số hạt
U phóng xạ hay số hạt Th tạo thành là:
9. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
9
NTh = ¾.6,02.1022
= 4,515.1022
.
Ta cũng thấy rằng ¾ khối lượng U đã phóng xạ hay 17,85 g U đã
phóng xạ. Cứ 238 g U phóng xạ thì tạo thành 234 g Th. Vậy khối
lượng Th tạo thành là:
mTh = 17,85. = 17,55 (g).
b. Căn cứ lập luận ở trên, ta thấy tỉ số giữa số hạt và hạt
là 1/3.
Khối lượng U còn lại là: ¼.23,8 = 5,95.
Tỉ số giữa khối lượng và là: 5,95:17,55 = 0,339
1/2,95.
Ta thấy rằng tỉ số khối lượng khác tỉ số số hạt của các chất urani và
thori.
DẠNG 5: Bài toán hai chất phóng xạ với chu kì bán rã khác
nhau
Phương pháp giải:
• Viết biểu thức số hạt hoặc khối lượng còn lại của các chất phóng xạ
• Thiết lập tỉ số của số hạt hoặc khối lượng các chất phóng xạ
Ví dụ 5: Cho biết và là các chất phóng xạ có chu kì bán rã lần lượt là
T
238
92U 235
92U
1 = 4,5.109
năm và T2=7,13.108
năm. Hiện nay trong quặng urani
thiên nhiên có lẫn U238 và U 235 theo tỉ lệ 160 : 1. Giả thiết ở thời
điểm tạo thành Trái Đất tỉ lệ 1:1. Cho ln10 = 2,3; ln2 = 0,693. Tuổi của
Trái Đất là bao nhiêu?
Lời giải: Gọi N0 là số hạt ban đầu (khi Trái Đất hình thành) của U238 và
U235.
Số hạt U238 hiện nay là: N1 = N0.
Số hạt U235 hiện nay là: N2 = N0.
=
Ta thấy chu kì bán rã của U235 nhỏ hơn, tức là U235 phóng xạ nhanh
hơn, suy ra rằng số hạt còn lại của nó phải ít hơn.
Kết hợp giả thiết ta có = 160. = 160
t( ) = log2160 t( ) = log216 +
t( ) = 7,32 t = 7,32.
10. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
10
t= 6,2.109
(năm)
Theo tính toán trên, tuổi của Trái Đất là 6,2 tỉ năm.
DẠNG 6: Tính năng lượng tỏa ra hay thu vào trong phản ứng
hạt nhân. Điều kiện phản ứng
Phương pháp giải:
* Gọi m1, m2 là khối lượng trước và sau phản ứng.
-Nếu m1 > m2 thì phản ứng tỏa một lượng năng lượng Q = (m1 - m2)c2
.
- Nếu m2 > m1 thì phản ứng thu một lượng năng lượng Q = (m2 – m1)c2
.
*Điều kiện để phản ứng xảy ra là phải nhận đủ năng lượng cần thu vào. Năng
lượng đó có thể là động năng của các hạt đạn.
Ví dụ 6: Xét phản ứng hạt nhân xảy ra khi dùng hạt α bắn phá nhân Al:
27 30
13 15Al Pα+ → +n. Biết khối lượng hạt nhân: mAl = 26,974 u; mα =
4,0015 u; mp = 29,97 u; mn = 1,0087 u. Động năng tối thiểu của hạt α
để phản ứng xảy ra là bao nhiêu?
Lời giải: Xét phương trình phản ứng: 27 30
13 15Al Pα n+ → +
Khối lượng trước phản ứng: m1 = mAl + mα = 26,974 + 4,0016 =
30,9756 (u)
Khối lượng sau phản ứng: m2 = mAl + mα = 29,79 + 1,0087 = 30,9787
(u)
Vậy phản ứng trên là phản ứng thu năng lượng.
Wđ1 - Wđ2 = (m2 – m1)c2
= (30,9787 - 30,9756).931 = 2,89 (MeV).
Sau phản ứng, các hạt sinh ra có động năng. Trường hợp tối thiểu các
hạt sinh ra có động năng bằng 0, tức là Wđ2 = 0. Khi đó động năng của
các hạt ban đầu, hay hạt α là 2,88 MeV.
Ví dụ 7: Cho phản ứng hạt nhân: + p + . Biết khối lượng hạt
nhân mNa = 22,983734u, mHe = 4,001151u, mp = 1,007276u, mNe =
19,986950u. Phản ứng này tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng.
Lời giải:
Khối lượng trước phản ứng: m1 = mNa + mp = 22,983734 + 1,007276 =
23,99101 (u)
Khối lượng sau phản ứng: m2 = mHe + mNe = 4,001151 + 19,986950 =
23,988101 (u)
Phản ứng này tỏa ra một nhiệt lượng là: Q = (m1 – m2)c2
= (23,99101 -
23,988101).931 = 2,7 (MeV).
11. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
11
DẠNG 7: Vận dụng các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt
nhân
Phương pháp giải:
• Bảo toàn số khối (số nuclon)
• Bảo toàn điện tích
• Bảo toàn năng lượng
• Bảo toàn động lượng
• Chú ý: Động lượng là một véc tơ.
Ví dụ 8: Phản ứng phân rã uran có dạng . Tính x và y
trong phương trình trên.
238 206
92 82U Pb x y −
→ + α + β
Lời giải:
Theo định luật bảo toàn số khối ta có: 238 = 206 + 4x
Theo định luật bảo toàn điện tích ta có: 92 = 82 + 2x – y
Từ đó suy ra x = 8; y = 6.
Ví dụ 9: Đồng vị phóng xạ pôlôni là chất phóng xạ α tạo thành hạt nhân
X. Cho .
Giả sử ban đầu hạt pôlôni đứng yên, động năng của hạt α là bao
nhiêu?
210
84 Po
2
Po Xm 209,9828u;m 4,0015u;m 205,9744u;1u 931MeV/cα= = = =
Lời giải: Ta có phương trình phóng xạ như sau:
+ α
Khối lượng trước phản ứng là m1 = 209,9828 u.
Khối lượng sau phản ứng là m2 = 209,9759 u.
Vậy phản ứng tỏa nhiệt. Nhiệt lượng tỏa ra là Q = (m1 - m2)c2
, hay Q =
(209,9828 - 209,9759).931 = 6,42 (MeV).
Động năng sau phản ứng bằng động năng trước phản ứng cộng với
nhiệt tỏa ra. Theo giả thiết, động năng của Po ban đầu bằng 0, vậy tổng
động năng của hạt X và α sinh ra bằng 6,42 MeV.
KX + Kα = 6,42 (*)
Mặt khác theo định luật bảo toàn động lượng ta có:
Po = X + α.
Từ giả thiết suy ra X + α = 0
pX = pα
= (1)
Ta biết rằng biểu thức của động lượng: p = mv, còn biểu thức động
năng: K = mv2
/2, suy ra
p2
= 2mK
12. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
12
Vậy (*) có thể viết lại:
=
Với biểu thức trên, ta có thể lấy gần đúng mα 4, mX 206
Kα = 51,5KX (**)
Giải hệ gồm (*) và (**) ta tính được Kα = 6,3 MeV.
Ví dụ 10: Bắn hạt nhân α có động năng 18 MeV vào hạt nhân đứng yên ta có
phản ứng
14
7 N
14 17
7 8N O pα+ → + . Biết các hạt nhân sinh ra cùng véc tơ vận
tốc. Cho m = 4,0015u; m = 1,0072u; mN = 13,9992u; m =16,9947u;
cho u = 931 MeV/c
α p O
2
. Động năng của hạt prôtôn sinh ra có giá trị là bao
nhiêu?
Lời giải:
Phương trình phản ứng hạt nhân: + +
Khối lượng trước phản ứng: m1 = mα + mN = 4,0015 + 13,9992 =
18,0007 (u)
Khối lượng sau phản ứng: m2 = mO + mp = 16,9947 + 1,0072 = 18,0019
(u).
Như vậy phản ứng thu năng lượng.
Năng lượng thu vào: Q = (m2 – m1)c2
hay Q = (18,0019 - 18,0007).931
= 1,12 (MeV)
Động năng các hạt sau phản ứng: KO + Kα = 18 – 1,12 = 16,88 MeV (*)
Các hạt O và α có cùng vận tốc nên tỉ số động năng của chúng bằng tỉ
số khối lượng. Có thể lấy gần đúng khối lượng bằng số khối (với đơn
vị u), ta có:
= = 4,25
Thay vào hệ thức (*) ta tính được Kα = 3,26 MeV và KO = 13,66 MeV.
Chú ý: Chúng ta có hai bài toán phản ứng hạt nhân phổ biến là bài toán một hạt
đứng yên vỡ thành hai hạt và bài toán một hạt bay vào va chạm với một
hạt đứng yên sinh ra hai hạt.
13. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
1
CHƯƠNG IV: BÀI TẬP ÔN LUYỆN
Bài tự luận:
9.1. Hạt nhân heli có 4,0015u. Tính năng lượng liên kết và năng lượng liên kết
riêng của hạt nhân hêli. Tính năng lượng tỏa ra khi tao thành 1g hêli. Cho biết
khối lượng của prôton và nơtron là mp = 1,007276u và mn = 1,008665u; 1u =
931,5MeV/c2
và số avôgađrô là NA = 6,022.1023
mol-1
.
9.2. Tính năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân và . Hạt nhân nào
bền vững hơn ? Cho m
He23
11
Fe56
26
Na = 22,983734u ; mFe = 55,9207u mn = 1,008665u ; mp
= 1,007276u.
9.3. Pôlôni là nguyên tố phóng xạ α, có chu kì bán rã 138 ngày, nó phóng ra
1 hạt α và biến đổi thành hạt nhân con X.
Po210
84
a. Viết phương trình phản ứng. Nêu cấu tạo, tên gọi của hạt nhân X.
b. Một mẫu pôlôni nguyên chất có khối lượng ban đầu 0,01g. Tính độ phóng
xạ của mẫu chất trên sau 3 chu kì bán rã.
9.4. Hạt nhân là một chất phóng xạ, nó phóng xạ ra tia βC14
6
-
có chu kì bán rã là
5730 năm.
a. Viết phương trình của phản ứng phân rã.
b. Sau bao lâu lượng chất phóng xạ của một mẫu chỉ còn bằng 1/8 lượng chất
phóng xạ ban đầu của mẫu đó.
c. Trong cây cối có chất phóng xạ . Độ phóng xạ của một mẫu gỗ tươi và
một mẫu gỗ cổ đại cùng khối lượng lần lượt là 0,25Bq và 0,215Bq. Tính
tuổi của mẫu gổ cổ đại.
C14
6
9.5. Phốt pho ( ) phóng xạ βP32
15
-
với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày và biến đổi thành
lưu huỳnh (S). Viết phương trình của sự phóng xạ đó và nêu cấu tạo của hạt
nhân lưu huỳnh. Sau 42,6 ngày kể từ thời điểm ban đầu, khối lượng của một
khối chất phóng xạ còn lại là 2,5g. Tính khối lượng ban đầu của nó.P32
15
9.6. Phản ứng phân rã của urani có dạng: → + xα + yβU238
92 Pb206
82
-
.
a. Tính x và y.
b. Chu kì bán rã của là 4,5.10U238
92
9
năm. Lúc đầu có 1g nguyên chất.
Tính độ phóng xạ ban đầu, độ phóng xạ sau 9.10
U238
92
9
năm và số nguyên tử
bị phân rã sau 5.10
U238
92
9
năm.
14. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
2
9.7. Coban ( ) phóng xạ βCo60
27
-
với chu kỳ bán rã 5,27 năm và biến đổi thành niken
(Ni). Viết phương trình phân rã và nêu cấu tạo của hạt nhân con. Hỏi sau bao
lâu thì 75% khối lượng của một khối chất phóng xạ phân rã hết.Co60
27
9.8. Tìm năng lượng toả ra khi một hạt nhân urani 234
U phóng xạ tia α tạo thành
đồng vị thori 230
Th. Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt α là7,10MeV;
của 234
U là 7,63MeV; của 230
Th là 7,70MeV.
9.9. Hạt nhân triti (T) và đơteri (D) tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh ra hạt nhân
X và hạt nơtron. Viết phương trình phản ứng và tìm năng lượng toả ra từ phản
ứng. Cho biết độ hụt khối của hạt nhân triti là ΔmT = 0,0087u, của hạt nhân
đơteri là ΔmD = 0,0024u, của hạt nhân X là ΔmX = 0,0305u, 1u = 931,5
MeV/c2
.
9.10. Để đo chu kì bán rã của chất phóng xạ, người ta cho máy đếm xung bắt đầu
đếm từ thời điểm to = 0. Đến thời điểm t1 = 2giờ, máy đếm được n1 xung, đến
thời điểm t2 = 3t1, máy đếm được n2 xung, với n2 = 2,3n1. Xác định chu kì bán
rã của chất phóng xạ.
9.11. Cho phản ứng hạt nhân Cl + X → n + 37
Ar.37
17 18
Hãy cho biết đó là phản ứng tỏa năng lượng hay thu năng lượng. Xác định
năng lượng tỏa ra hoặc thu vào. Biết khối lượng của các hạt nhân: mAr =
36,956889u; mCl = 36,956563u; mp = 1,007276u; mn = 1,008665u; u =
1,6605.10-27
kg; vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.108
m/s.
9.12. Hạt nhân Ra có chu kì bán rã 1570 năm phân rã thành 1 hạt α và biến đổi
thành hạt nhân X.
226
88
a. Viết phương trình phản ứng.
b. Tính số hạt nhân X được tạo thành trong năm thứ 786. Biết lúc đầu có 2,26g
radi. Coi khối lượng của hạt nhân tính theo u xấp xĩ bằng số khối của chúng
và NA = 6,02.1023
mol-1
.
9.13. Pôlôni Po là một chất phóng xạ có chu kì bán rã 140 ngày đêm. Hạt nhân
pôlôni phóng xạ sẽ biến thành hạt nhân chì (Pb) và kèm theo một hạt α. Ban
đầu có 42mg chất phóng xạ pôlôni. Tính khối lượng chì sinh ra sau 280 ngày
đêm.
210
84
9.14. Đồng vị Na là chất phóng xạ β24
11
-
và tạo thành đồng vị của magiê. Mẫu Na
có khối lượng ban đầu là m
24
11
0 = 0,24g. Sau 105 giờ, độ phóng xạ của nó giảm đi
128 lần. Cho NA = 6,02.1023
(mol-1
).
a. Viết phương trình phản ứng.
b. Tìm chu kì bán rã và độ phóng xạ ban đầu.
15. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
3
c. Tìm khối lượng magiê tạo ra sau thời gian 45 giờ.
9.15. Cho phản ứng hạt nhân Th → Ra + X + 4,91MeV.230
90
226
88
a. Nêu cấu tạo của hạt nhân X.
b. Tính động năng của hạt nhân Ra. Biết hạt nhân Th đứng yên. Lấy khối
lượng gần đúng của các hạt nhân tính bằng đơn vị u có giá trị bằng số khối
của chúng.
9.16. Cho phản ứng hạt nhân Be + 1
1 H → X + Li9
4
6
3
a. X là hạt nhân của nguyên tử nào và còn gọi là hạt gì?
b. Hãy cho biết đó là phản ứng tỏa năng lượng hay thu năng lượng. Xác định
năng lượng tỏa ra hoặc thu vào. Biết mBe = 9,01219u; mp = 1,00783u; mLi =
6,01513u; mX = 4,0026u; 1u = 931MeV/c2
.
9.17. Dùng 1 prôton có động năng Wp = 5,58MeV bắn phá hạt nhân Na đứng
yên sinh ra hạt α và X. Coi phản ứng không kèm theo bức xạ γ.
23
11
a. Viết phương trình phản ứng và nêu cấu tạo hạt nhân X.
b. Phản ứng trên thu hay tỏa năng lượng. Tính năng lượng đó.
c. Biết động năng của hạt α là Wα = 6,6MeV. Tính động năng của hạt nhân X.
9.18. Bắn hạt α có động năng 4MeV vào hạt nhân 14
N đứng yên thì thu được một
hạt prôton và một hạt nhân X.
7
a. Viết phương trình phản ứng, nêu cấu tạo của hạt nhân X và tính xem phản
ứng đó tỏa ra hay thu vào bao nhiêu năng lượng.
b. Giả sử hai hạt sinh ra có cùng tốc độ, tính động năng và tốc độ của prôton.
Cho: mα = 4,0015u; mX = 16,9947u; mN = 13,9992u; mp = 1,0073u; 1u =
931MeV/c2
; c = 3.108
m/s.
Bài trắc nghiệm:
Lý thuyết
Câu 1: Năng lượng liên kết của hạt α là 28,4MeV, của hạt là 186,6MeV. Hạt
bền vững hơn hạt α là do:
23
11 Na
23
11 Na
A. hạt nhân nào có năng lượng liên kết lớn hơn thì bền vững hơn
B. α là đồng vị phóng xạ còn là đồng vị bền23
11 Na
C. hạt nhân có số khối càng lớn thì càng bền vững
D. hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững
Câu 2: Chọn câu đúng.
A. Hạt nhân càng bền khi độ hụt khối càng lớn.
B. Khối lượng của hạt nhân bằng tổng khối lượng của các nuclôn
C. Trong hạt nhân số prôtôn luôn luôn bằng số nơtrôn.
D. Khối lượng của prôtôn lớn hơn khối lượng của nơtroon.
16. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
4
Câu 3: Đồng vị vị là những nguyên tử mà hạt nhân
A. có thể phân rã phóng xạ B. có cùng số prôtôn Z
C. có cùng số nơtron N D. có cùng số nuclôn A
Câu 4: Chu kì bán rã T của một chất phóng xạ là khoảng thời gian nào?
A. Sau đó, số nguyên tử phóng xạ giảm đi một nửa
B. Bằng quãng thời gian không đổi, sau đó, sự phóng xạ lặp lại như ban đầu
C. Sau đó, chất ấy mất hoàn toàn tính phóng xạ
D. Sau đó, độ phóng xạ của chất giảm đi 4 lần
Câu 5: Trong phóng xạ , hạt nhân mẹ so với hạt nhân con có vị trí thế náo?−
β
A. Tiến 1ô trong bảng tuần hoàn B. Tiến 2 ô trong bảng tuần hoàn
C. Lùi 1ô trong bảng tuần hoàn D. Lùi 2 ô trong bảng tuần hoàn
Câu 6: Điều nào sau đây đúng khi nói về tia +
β ?
A. Hạt có cùng khối lượng với êlectron nhưng mang điện tích nguyên tố dương.+
β
B. Tia có tầm bay ngắn hơn so với tia α.+
β
C. Tia có khả năng đâm xuyên rất mạnh, giống như tia Rơn ghen.+
β
D. A, B và C đều đúng.
Câu 7: Điều nào sau đây sai khi nói về tia α?
A. Tia α thực chất là hạt nhân nguyên tử hêli
B. Khi đi qua điện trường giữa hai bản tụ điện, tia α bị lệch về phía bản âm của tụ
điện
C. Tia α phóng ra từ hạt nhân với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng
D. Tia α chỉ đi được tối đa 8cm trong không khí
Câu 8: Trong các loại tia phóng xạ sau, tia đâm xuyên yếu nhất là tia nào?
A. Tia α B. Tia β+
C. Tia β-
D. Tia γ
Câu 9: Trong các loại tia phóng xạ, tia nào không mang điện?
A. Tia α B. Tia β+
C. Tia β-
D. Tia γ
Câu 10: Chọn câu trả lời sai
A. Nơtrinô là hạt sơ cấp B. Nơtrinô xuất hiện trọng sự phân rã phóng xạ α
C. Nơtrinô xuất hiện trọng sự phân rã phóng xạ β
D. Nơtrinô hạt không có điện tích
Câu 11: Có thể tăng hằng số phân rã λ của đồng vị phóng xạ bằng cách nào?
A. Đặt nguồn phóng xạ vào trong từ trường mạnh
B. Đặt nguồn phóng xạ đó vào trong điện trường mạnh
C. Đốt nóng nguồn phóng xạ đó
D. Hiện nay ta không biết cách nào có thể làm thay đổi hằng số phân rã phóng xạ
Câu 12: Trong các phản ứng hạt nhân, đại lượng nào được bảo toàn?
A. Tổng số prôtôn B. Tổng số nuclôn
C. Tổng số nơtron D. Tổng khối lượng các hạt nhân
Câu 13: Các phản ứng hạt nhân không tuân thủ theo các định luật nào sau đây?
A. Bảo toàn năng lượng toàn phần B. Bảo toàn điện tích
C. Bảo toàn động lượng D. Bảo toàn khối lượng
17. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
5
Câu 14: Trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng các hạt tham gia sẽ như thế
nào?
A. Được bảo toàn B. Tăng, hoặc giảm tuỳ theo phản ứng
C. Giảm D. Tăng
Câu 15: Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng hạt nhân
A. toả một lượng nhiệt lớn
B. cần một nhiệt độ rất cao mới thực hiện được
C. hấp thụ một nhiệt lượng lớn
D. hạt nhân các nguyên tử bị nung chảy thành các nuclôn
Cấu trúc hạt nhân
Câu 16: Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo bởi những hạt nào?
A. Prôtôn B. Nơtrôn
C. Prôton và nơtrôn D. Prôton, nơtrôn và êlectron
Câu 17: Tính số nguyên tử trong 1g O2 cho hạt/mol; O = 16.23
AN 6,022.10=
A. 376.1020
nguyên tử B. 736.1020
nguyên tử
C. 637.1020
nguyên tử D. 367.1020
nguyên tử
Câu 18: Số prôtôn trong 15,9949 gam là bao nhiêu?16
8 O
A. B. C.24
4,82.10 23
6,023.10 23
96,34.10 D. 24
14,45.10
Câu 19: Cho số Avogadro NA = 6,02.1023
mol-1
. Số hạt nhân nguyên tử có trong
100g iốt phóng xạ (131
)là bao nhiêu?53 I
A. 3,592.1023
hạt B. 4,595.1023
hạt C. 4,952 .1023
hạt D.5,426 .1023
hạt
Câu 20: Chọn câu đúng. Hạt nhân liti có 3 prôtôn và 4 nơtron. Hạt nhân này có kí
hiệu như thế nào?
A. B. 4
3 Li C. D. 3
7 Li7
3 Li 3
4 Li
Câu 21: Hạt nhân nguyên tử chì có 82 prôtôn và 125 nơtron. Hạt nhân nguyên tử này có
kí hiệu như thế nào?
A. B. C.125
12 Pb 12
125 Pb 82
207 Pb D. 207
82 Pb
Câu 22: Cho 4 hạt nhân nguyên tử có kí hiệu tương ứng Những cặp
hạt nhân nào là các hạt nhân đồng vị?
2 3 3 4
1 1 2 2D, T, He, He.
A. và B. và C. và2
1D 3
2 He 2
1D 4
2 He 2
1D 4
2 He D. và2
1D 3
1T
Câu 23: Khối lượng của hạt nhân 10
là 10,0113u; khối lượng của prôtôn m =
1,0072u, của nơtron m = 1,0086; 1u = 931 MeV/c . Năng lượng liên kết riêng của
hạt nhân này là bao nhiêu?
4 Be p
n
2
A. 6,43 MeV B. 6,43 MeV C. 0,643 MeV D. Một giá trị khác
Câu 24: Hạt nhân có khối lượng20
10 Ne Nem 19,986950u= . Cho biết
. Năng lượng liên kết riêng của
có giá trị là bao nhiêu?
p nm 1,00726u;m 1,008665u;= = 2
1u 931,5MeV / c= 20
10 Ne
A. 5,66625eV B. 6,626245MeV C. 7,66225eV D. 8,02487MeV
18. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
6
Câu 25: Đồng vị phóng xạ côban phát ra tia β60
27 Co
-
và tia γ. Biết
Co nm 55,940u;m 1,008665u;= = pm 1,007276u= . Năng lượng liên kết của hạt nhân côban
là bao nhiêu?
A. B.10
E 6,766.10 J−
Δ = 10
E 3,766.10 J−
Δ =
C. D.10
E 5,766.10 J−
Δ = 10
E 7,766.10 J−
Δ =
Câu 26: Cho hạt nhân 4
2 lần lượt có khối lượng 4,001506u, mHe p=1,00726u,
mn=1,008665u, u=931,5MeV/c2
. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân có giá trị
là bao nhiêu?
4
2 He
A. 7,066359 MeV B. 7,73811 MeV C. 6,0638 MeV D.5,6311 MeV
Câu 27: Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân . Cho biết: m37
17 Cl p = 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 28: Biết khối lượng của hạt nhân U238 là 238,00028u, khối lượng của prôtôn
và nơtron là mP=1.007276U; mn = 1,008665u; 1u = 931 MeV/ c2
. Năng lượng liên
kết của Urani là bao nhiêu?238
92 U
A. 1400,47 MeV B. 1740,04 MeV C.1800,74 MeV D. 1874 MeV
Phóng xạ
Câu 29: Thời gian bán rã của là T = 20 năm. Sau 80 năm, số phần trăm hạt nhân
còn lại chưa phân rã là bao nhiêu?
90
38 Sr
A. Gần 25% B. Gần 12,5% C. Gần 50% D. Gần 6,25%
Câu 30: Một nguồn phóng xạ có chu kì bán rã T và tại thời điểm ban đầu có 32N0
hạt nhân. Sau các khoảng thời gian T/2, 2T và 3T, số hạt nhân còn lại lần lượt bằng
bao nhiêu?
A. 0 024N ,12N ,6N0 B. 0 016 2N ,8N ,4N0
C. D.0 0 016N ,8N ,4N 0 016 2N ,8 2N ,4 2N0
Câu 31: Một nguồn phóng xạ có chu kì bán rã T và tại thời điểm ban đầu có 48No
hạt nhân. Hỏi sau khoảng thời gian 3T, số hạt nhân còn lại là bao nhiêu?
A. 4N0 B. 6N0 C. 8N0 D. 16N0
Câu 32: Chu kì bán rã của là 5570 năm. Khi phân tích một mẫu gỗ, người ta
thấy 87,5% số nguyên tử đồng vị phóng xạ C14 đã bị phân rã thành các nguyên tử
. Tuổi của mẫu gỗ này là bao nhiêu?
14
6 C
14
7 N
A. 11140 năm B. 13925 năm C. 16710 năm D. Phương án khác
Câu 33: Radon là chất phóng xạ có chu kì bán rã T = 3,6 ngày. Tại thời điểm ban
đầu có 1,2g , sau khoảng thời gian t = 1,4T số nguyên tử còn lại là bao
nhiêu?
222
86 Rn 222
86 Rn
A. 1,874.1018
B. 2,165.1018
C. 1,234.1018
D. 2,465.1018
Câu 34: Có bao nhiêu hạt β-
được giải phóng trong một giờ từ một micrôgam (10-6
g)
đồng vị , biết đồng vị phóng xạ β24
11 Na
-
với chu kì bán rã T = 15 giờ.
19. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
7
A. B. C.15
N 2,134.10 %≈ 15
N 4,134.10 %≈ 15
N 3,134.10 %≈ D. 15
N 1,134.10 %≈
Câu 35: Radon là chất phóng xạ có chu kì bán rã T = 3.6 ngày. Tại thời điểm ban
đầu có 1,2 g , sau khoảng thời gian t = 1,4T số nguyên tử còn lại là bao
nhiêu?
222
86 Rn 222
86 Rn
A. N = 1.874. 1018
B. N = 2,615.1019
C. N = 2,234.1021
D. N = 2,465.1020
Câu 36: Một chất phóng xạ có hằng số phân rã bằng 1,44.10-3
(1/giờ). Sau thời
gian bao lâu thì 75% số hạt nhân ban đầu bị phân rã hết?
A. 36ngày B. 37,4ngày C. 39,2ngày D. 40,1ngày
Câu 37: Chu kì bán rã là 318 ngày đêm. Khi phóng xạ tia α, pôlôni biến thành
chì. Có bao nhiêu nguyên tử pôlôni bị phân rã sau 276 ngày trong 100mg ?
210
84 Po
210
84 Po
A. 20
0,215.10 B. C. D.20
2,15.10 20
0,215.10 20
1,25.10
Câu 38: phóng xạ phân rã hết là bao nhiêu?60
27Co
A. 2,35năm B.2,57năm C. 7.905 năm D. 10.54 năm
Câu 39: Để cho chu kì bán rã T của một chất phóng xạ, người ta dùng máy đếm
xung. Trong t1 giờ đầu tiên máy đếm được n1 xung; trong t2 = 2t1 giờ tiếp theo máy
đếm được 2
9
n
64
= 1n xung. Chu kì bán rã T có giá trị là bao nhiêu?
A. T = t1/2 B. T = 1t
3
C. T = 1t
4
D. T = 1t
6
Câu 40: Urani ( ) có chu kì bán rã là 4,5.10238
92U
9
năm. Khi phóng xạ α, urani biến
thành thôri (234
). Khối lượng thôri tạo thành trong 23,8 g urani sau 9.1090Th
9
năm là
bao nhiêu?
A. 17,55g B. 18,66g C. 19,77g D. Phương án khác
Câu 41: Biết chu kì bán rã của iôt phóng xạ (131
) là 8 ngày đêm. Ban đầu có 100g
iôt phóng xạ. Khối lượng chất iốt còn lại sau 8 tuần lễ là bao nhiêu?
53 I
A. 0,391g B.0,574g C. 0,781g D. 0,864g
Câu 42: Pôlôni (Po210) là chất phóng xạ α có chu kì bán rã T = 138 ngày. Một mẫu
Pôlôni nguyên chất có khối lượng ban đầu là 0,01 g. Độ phóng xạ của mẫu chất trên
sau 3 chu kì bán rã là bao nhiêu?
A. 16,32.1010
Bq B. 18,49.10 Bq9
C. 20,84.1010
Bq D. Một đáp án khác.
Câu 43: là chất phóng xạ α, với chu kì bán rã T = 1570 năm (1 năm = 365
ngày). Độ phóng xạ của 1g radi là:
226
88 Ra
A. 10
0H 7,37.10 Bq= B. 10
0H 7,73.10 Bq=
C. 10
0H 3,73.10 Bq= D. 14
0H 3,37.10 Bq=
Câu 44: Chất phóng xạ pôlôni (Po210) có chu kì bán rã 138 ngày. Tính lượng pôlôni
để có độ phóng xạ là 1Ci.
A. 1018
nguyên tử B. 50,2.1015
nguyên tử
C. 63,65.1016
nguyên tử D. 30,7.1014
nguyên tử
20. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
8
Câu 45: Một gam chất phóng xạ trong 1s phát ra 4,1. 1013
hạt . Khối lượng
nguyên tử của chất phóng xạ này là 58,933u; 1u = 1,66.10
−
β
-27
kg. Chu kì bán rã của
chất phóng xạ này là bao nhiêu?
A. 1,78.108
s B. 1,68.108
s C. 1,86.108
s D. 1,87.108
s
Câu 46: Ban đầu có m0 = 1mg chất phóng xạ radon (222
). Sau 15,2 ngày thì độ
phóng xạ của nó giảm 93,75%, độ phóng xạ H của nó khi đó là bao nhiêu?
Rn
A. H= 0,7553.1012
Bq B. H= 0,3575. 1012
Bq
C. H = 1,4368.1011
Bq D. Đáp số khác.
Câu 47: Ban đầu có 5 g radon là chất phóng xạ với chu kì bán rã T = 3,8
ngày. Độ phóng xạ của lượng radon nói trên sau thời gian 9,5 ngày là:
222
86 Rn
A. 1,22.105
Ci B. 1,36.105
Ci
C. 1,84.105
Ci D. Phương án khác
Câu 48: 200
79 Au là một chất phóng xạ. Biết độ phóng xạ của 3.10-9
kg chất đó là 58,9
Ci, ln2 = 0,693; ln10 = 2,3. Chu kì bán rã cua Au200 là bao nhiêu ?
A. 47,9 Phút B. 74,9 phút C. 94,7 phút D. 97,4phút
Câu 49: Đồng vị 24
11 là chất phóng xạ βNa -
và tạo thành đồng vị của magie. Mẫu
có khối lượng ban đầu . Sau 105 giờ, độ phóng xạ của nó giảm đi 128 lần.
Chu kì bán rã của Na24 là
24
11 Na
0m 0,24g=
Câu 50: Chất phóng xạ pôlôni (Po210) có chu kì bán rã 138 ngày. Tính lượng pôlôni
để có độ phóng xạ là 1Ci.
A. 1018
nguyên tử B. 50,2.1015
nguyên tử
C. 63,65.1016
nguyên tử D. 30,7.1014
nguyên tử
Câu 51: Đồng vị phóng xạ có thời gian bán rã T = 4,3 phút. Sau thời gian t =
1,29 phút, độ phóng xạ của đồng vị này giảm xuống còn bao nhiêu?
66
29 Cu
A. 85% B. 87,5% C. 82,5% D. 80%
Câu 52: Radon là chất phóng xạ có chu kì bán rã T = 3,6 ngày. Độ phóng xạ ban đầu
của 1,2 g là bao nhiêu?222
86 Rn
A. 1,234.1012
Bq B. 7,255.1015
Bq C. 2,134.1016
Bq D. 8,352.1019
Bq
Câu 53: Khi phân tích một mẫu gỗ, người ta thấy 87,5% số nguyên tử đồng vị phóng
xạ 14
đã bị phân rã thành các nguyên tử 17
. Biết chu kì bán rã của 14
là 5570 năm.
Tuổi của mẫu gỗ này là bao nhiêu?
6C 7 N 6C
A. 1760 năm B. 111400 năm
C. 16710 năm D. Một số đáp số khác
Câu 54: Cho biết và là các chất phóng xạ có chu kì bán rã lần lượt là T238
92U 235
92U 1 =
4,5.109 năm và T2=7,13.108
năm. Hiện nay trong quặng urani thiên nhiên có lẫn
U238 và U 235 theo tỉ lệ 160 : 1. Giả thiết ở thời điểm tạo thành Trái đất tỉ lệ 1:1.
Cho ln10 = 2,3; ln2 = 0,693. Tuổi của Trái đất là bao nhiêu?
A. 4,91.109
năm B. 5,48.109
năm
C. 6,20.109
năm D. 7,14.109
năm
21. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
9
Câu 55: Độ phóng xạ 14
trong một tượng gỗ cổ bằng 0,65 lần độ phóng xạ của 14
trong một gỗ cùng khối lượng vừa mới chặt. Chu kì bán rã của là 5700 năm.
Tuổi của tượng gỗ cổ là bao nhiêu năm?
C C
14
C
A. 3521 năm B. 4352 năm C. 3542 năm D. Đáp án khác
Câu 56: sau nhiều lần phóng xạ hạt α và β238
92 U
-
biến thành chì . Biết chu kì
bán rã của sự biến đổi tổng hợp này là T = 4,6.10
206
82 Pb
9
năm. Giả sử ban đầu một loại đá
chỉ chứa urani, không có chì. Nếu hiện nay tỉ lệ các khối lượng của U238 và Pb206
là 37 thì tuổi của đá ấy là bao nhiêu năm?
A. ≈ 2.107
năm B. ≈ 2.108
năm C. ≈ 2.109
năm D. ≈ 2.1010
năm
Phản ứng hạt nhân
Câu 57: Hạt nhân nguyên tử của nguyên tố bị phân rã α và kết quả là xuất hiện
hạt nhân nguyên tố nào?
A
Z X
A. A 2
Z 2 Y−
− B. C. D.A 4
Z 2 Y−
−
A 1
Z Y− A
Z 1 Y+
Câu 58: Phản ứng phân rã uran có dạng , trong đó x và y có
giá trị là bao nhiêu?
238 206
92 82U Pb x y −
→ + α + β
A. x = 8; y = 6 B. x =6; y = 8 C. x = 7; y =9 D. x = 9; y =7
Câu 59: Chọn câu đúng. Phương trình phóng xạ: . Trong đó Z, A
có giá trị:
10 A 8
5 Z 4B X B+ → α+ e
A. Z = 0; A = 1 B. Z = 1; A = 1
C. Z = 1; A = 2 D. Z = 2; A = 4
Câu 60: Cho phản ứng hạt nhân 235 93
92 41 3 7A
ZU n X Nb n −
+ → + + + β . A và Z có giá trị là
bao nhiêu?
A. A = 142, Z = 56 B. A= 139; Z = 58
C. A = 133; Z = 58 D. A = 138; Z = 58.
Câu 61: Đồng vị phóng xạ chuyển thành đã phóng ra:27
14 Si 27
13 Al
A. Hạt α B. Hạt pôzitôn ( )+
β C. Hạt êlectron ( ) D. Hạt prôtôn−
β
Câu 62: Cho phản ứng hạt nhân: . Cho biết khối lượng hạt nhân
, . Phản ứng sẽ là phản
ứng gì?
37 1 37
17 1 18Cl H n Ar+ → +
Clm 36,956563u= Ar p nm 36,956889u,m 1,00727u;m 1,008670u= = =
A. Toả năng lượng 1,6MeV B. Thu năng lượng 2,3MeV
C. Toả năng lượng 2,3MeV D. Thu năng lượng 1,6MeV
Câu 63: Cho phản ứng hạt nhân: . Biết khối lượng hạt nhân m23 4 20
11 2 10Na p He He+ → + Na
= 22,983734u, mHe = 4,00 11506u, mp = 1,007276u, mNe = 19,986950u. Phản ứng
này là phản ứng gì?
A. Thu năng lượng 2,45 MeV B. Thu năng lượng 1,45 MeV
C. Toả năng lượng 2,71 MeV D. Toả năng lượng 2,45 MeV.
Câu 64: Năng lượng trung bình toả ra khi phân hạch một hạt nhân là 200MeV.
Một nhà máy điện nguyên tử dùng nguyên liệu urani trên có công suất 500MW, hiệu
suất 20%. Khối lượng urani tiêu thụ hàng năm của nhà máy trên là bao nhiêu?
235
92U
22. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
10
A.865,12kg B. 926,74kg C. 961,76kg D. Đáp số khác
A. 15 giờ B. 20 giờ C. 25 giờ D. Đáp số khác
Câu 65: là một phản ứng phân hạch của Urani 235. Biết
khối lượng hạt nhân: m
235 95 139
92 42 57 2U n Mo La n+ → + +
N = 234,99u; mNo = 94,88u; m La =138,87u; mn = 1,0087u. Cho
năng suất toả nhiệt của xăng là 46.106
J/kg. Khối lượng xăng cần dùng để có thể toả
ra năng lượng như 1g Urani là bao nhiêu?
A. 1616 kg B. 1717 kg C. 1818 kg D. 1919 kg
Câu 66: Nguyên tử pôlôni phóng xạ α và biến đổi thành nguyên tố chì (Pb).
Biết , . Năng lượng tỏa ra bởi phản
ứng hạt nhân là bao nhiêu?
210
84 Po
Pom 209,937304u= Pb Hem 205,929442u,m 4,001506u= =
A. E ≈ 5,2MeV B. E ≈ 3,2 MeV
C. E ≈ 5,92 MeV D. E ≈ 3,6 MeV
Câu 67: Cho năng lượng liên kết riêng của α là 7,10 MeV, của urani U234 là 7,63
MeV, của thôri Th230 là 7,70 MeV. Năng lượng toả ra khi một hạt nhân U234
phóng xạ α tạo thành Th230 là bao nhiêu?
A. 12MeV B.13MeV C. 14MeV D. 15MeV
Câu 68: Cho phản ứng hạt nhân: 7 4
. Biết m4
3 2 2Li p He He+ → + Li = 7,0144u; mp =
1,0073u; mα = 4,0015u. Năng lượng toả ra trong phản ứng là bao nhiêu?
A. 20 MeV B. 16MeV C. 17,4 MeV D. 10,2 MeV
Câu 69: Năng lượng tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân 12
thành ba hạt α (cho
) có giá trị là bao nhiêu?
6 C
Cm 12,000u,= 2
m 4,0015u,1u 931MeV /cα = =
A. 2,1985MeV B. 3,8005MeV C. 4,1895MeV D. 4,8915MeV
Câu 70: Hạt nhân phóng xạ đứng yên phát ra hạt α theo phương trình
. Năng lượng tỏa ra của phản ứng này là 14,15MeV. Xem khối lượng
hạt nhân gần đúng bằng số khối tính theo đơn vị u. Động năng của hạt α là bao
nhiêu?
234
92 U
234 4 A
92 2 ZU He→ + X
A. 13,72MeV B. 12,91MeV C. 13,91MeV D. 12,79MeV
Câu 71: là chất phóng xạ α, với chu kì bán rã T = 1570 năm (1 năm = 365
ngày). Phóng xạ trên tỏa ra nhiệt lượng 5,96MeV. Giả sử ban đầu hạt nhân radi đứng
yên. Tính động năng của hạt α và hạt nhân con sau phản ứng. Cho khối lượng hạt α
và hạt nhân con tính theo đơn vị u bằng số khối của chúng.
226
88 Ra
A. B.xK 1,055MeV;K 4,905MeVα = = xK 4,905MeV;K 1,055MeVα = =
C. D.xK 5,855MeV;K 0,1055MeVα = = xK 0,1055MeV;K 5,855MeVα = =
Câu 72: Dùng ptôtôn có WP = 1,20 MeV bắn vào hạt nhân 7
đứng yên thì thuđược
hai hạt nhân có cùng vận tốc. Cho m
3 Li
4
2 He P = 1,0073u; mLi = 7,0140u; mHe = 4,0015u
và 1 u = 931MeV/c2
. Động năng của mỗi hạt là:4
2 He
A. 0,6MeV B. 7,24MeV C. 8,52MeV D. 9,12MeV
25. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
13
MỤC LỤC
Phần I : Đặt vấn đề :
I/ Cơ sở lí luận. (trang1)
II/ Cơ sở thực tiễ (trang1)
III/ Mục đích nghiên cứu. (trang1)
IV/ Nhiệm vụ nghiên cứu. (trang2)
V/ Phương pháp nghiên cứu (trang2)
VI/ Giới hạn đề tài (trang2)
Phần II: Nội dung
ChươngI. Lý thuyết cơ bản của chương ( trang 3)
Chương II: Các công thức cơ bản ( trang 5)
Chương III : Các dạng bài tập và phương pháp giải (Trang 6)
Chương IV: Bài tập ôn luyện (Trang 12)
Phần III: Kết quả nghiên cứu (Trang 22)
Phần IV: Kết luận, kiến nghị (Trang 23)
Phần V: Danh mục sách tham khảo (Trang 24)
26. SKKN 2010 - 2011 GV: Nguyễn Thị Thúy Hà - THPT số 2 TP lào Cai
14
