Ôn tập Lý 12 chương trình nâng cao – Biên soạn: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận
Trang 1
IX. VẬT LÝ HẠT NHÂN
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Tính chất và cấu tạo hạt nhân.
* Cấu tạo hạt nhân
+ Hạt nhân được cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn gọi là các nuclôn. Có hai loại nuclôn: prôtôn, kí hiệu p, khối
lượng m
p
= 1,67262.10
-27
kg, mang điện tích nguyên tố dương +e, và nơtron kí hiệu n, khối lượng m
n
=
1,67493.10
-27
kg, không mang điện. Prôtôn chính là hạt nhân nguyên tử hiđrô.
+ Số prôtôn trong hạt nhân bằng số thứ tự Z của nguyên tử; Z được gọi là nguyên tử số. Tổng số các nuclôn
trong hạt nhân gọi là số khối, kí hiệu A. Số nơtron trong hạt nhân là: N = A – Z.
+ Kí hiệu hạt nhân:
X
A
Z
. Nhiều khi, để cho gọn, ta chỉ cần ghi số khối, vì khi có kí hiệu hóa học thì đã xác
định được Z.
* Đồng vị
Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z (có cùng vị trí trong bảng hệ thống tuần
hoàn), nhưng có số nơtron N khác nhau.
Các đồng vị được chia làm hai loại: đồng vị bền và đồng vị phóng xạ. Trong thiên nhiên có khoảng gần
-27
kg = 931,5 MeV/c
2
.
Theo lí thuyết của Anhxtanh, một vật có khối lượng m
0
khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với tốc độ
v, khối lượng sẽ tăng lên thành m với: m =
2
2
0
1
c
v
m
−
trong đó m
0
gọi là khối lượng nghỉ và m gọi là khối
lượng động.
* Lực hạt nhân
Lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là lực hút, gọi là lực hạt nhân, có tác dụng liên kết các
nuclôn lại với nhau. Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện, nó không phụ thuộc vào điện tích của nuclôn.
So với lực điện từ và lực hấp dẫn, lực hạt nhân có cường độ rất lớn (gọi là lực tương tác mạnh) và chỉ tác
dụng khi 2 nuclôn cách nhau một khoảng bằng hoặc nhỏ hơn kích thước hạt nhân (khoảng 10
-15
m).
* Độ hụt khối và năng lượng liên kết
+ Độ hụt khối của một hạt nhân là hiệu số giữa tổng khối lượng của các nuclôn cấu tạo nên hạt nhân và khối
lượng hạt nhân đó: ∆m = Zm
Trang 2
+ Định luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số điện tích của các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích của
các hạt sản phẩm.
+ Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần (bao gồm động năng và năng lượng nghỉ): Tổng năng lượng toàn
phần của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn phần của các hạt sản phẩm.
+ Định luật bảo toàn động lượng: Véc tơ tổng động lượng của các hạt tương tác bằng véc tơ tổng động lượng
của các hạt sản phẩm.
+ Lưu ý: trong phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn khối lượng.
* Năng lượng trong phản ứng hạt nhân
Xét phản ứng hạt nhân: A + B → C + D.
Gọi m
o
= m
A
+ m
B
và m = m
C
+ m
D
. Ta thấy m
0
≠ m.
+ Khi m
0
> m: Phản ứng tỏa ra một năng lượng: W = (m
0
– m)c
2
. Năng lượng tỏa ra này thường gọi là năng
4
2
He, gọi là hạt α, được phóng ra từ hạt nhân với tốc độ khoảng 2.10
7
m/s. Tia
α làm ion hóa mạnh các nguyên tử trên đường đi của nó và mất năng lượng rất nhanh. Vì vậy tia α chỉ đi
được tối đa 8 cm trong không khí và không xuyên qua được tờ bìa dày 1 mm.
+ Tia β: là các hạt phóng xạ phóng ra với vận tốc rất lớn, có thể đạt xấp xĩ bằng vận tốc ánh sáng. Tia β cũng
làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn so với tia α. Vì vậy tia β có thể đi được quãng đường dài hơn, tới
hàng trăm mét trong không khí và có thể xuyên qua được lá nhôm dày cỡ vài mm.
Có hai loại tia β:
- Loại phổ biến là tia β
-
. Đó chính là các electron (kí hiệu
0
1−
e).
- Loại hiếm hơn là tia β
+
. Đó chính là pôzitron, kí hiệu là
0
1+
e, có cùng khối lượng như electron nhưng mang
điện tích nguyên tố dương.
+ Tia γ: là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (dưới 10
-11
m), cũng là hạt phôtôn có năng lượng cao. Vì vậy tia
γ có khả năng xuyên thấu lớn hơn nhiều so với tia α và β. Trong phân rã α và β, hạt nhân con có thể ở trong
trạng thái kích thích phóng ra tia γ để trở về trạng thái cơ bản.
* Định luật phóng xạ :
* Độ phóng xạ
Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của nó, được xác
định bởi số hạt nhân bị phân rã trong 1 giây: H = -
t
N
∆
∆
= λN = λ N
0
T
t−
2
= λN
0
e
-
λ
t
= H
0
T
t−
2
= H
0
e
-
λ
t
.
* Sự phân hạch
Dùng nơtron nhiệt (còn gọi là nơtron chậm) có năng lượng cở 0,01 eV bắn vào
235
U ta có phản ứng phân
hạch:
1
0
n +
135
92
U →
1
1
A
Z
X
1
+
2
2
A
Z
X
2
+ k
1
0
n
Đặc điểm chung của các phản ứng phân hạch: sau mỗi phản ứng đều có hơn hai nơtron được phóng ra, và
mỗi phân hạch đều giải phóng ra năng lượng lớn. Người ta gọi đó là năng lượng hạt nhân.
1
H →
3
2
He +
1
0
n + 4 MeV.
Phản ứng kết hợp hạt nhân chỉ xảy ra ở nhiệt đô rất cao nên mới gọi là phản ứng nhiệt hạch.
* Phản ứng nhiệt hạch trong vũ trụ
Phản ứng nhiệt hạch trong lòng Mặt Trời và các ngôi sao là nguồn gốc năng lượng của chúng.
* Thực hiện phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất
Trên Trái Đất, con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được. Đó là
sự nổ của bom nhiệt hạch hay bom H (còn gọi là bom hiđrô hay bom khinh khí).
Vì năng lượng tỏa ra trong phản ứng nhiệt hạch lớn hơn năng lượng tỏa ra trong phản ứng phân hạch rất
nhiều nếu tính theo khối lượng nhiên liệu, và vì nhiên liệu nhiệt hạch có thể coi là vô tận trong thiên nhiên,
nên một vấn đề quan trọng đặt ra là: làm thế nào để thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng kiểm soát
được, để đảm bảo cung cấp năng lượng lâu dài cho nhân loại.
B. CÁC DẠNG BÀI TẬP
1. Đại cương về hạt nhân nguyên tử - Hoàn thành phương trình phản ứng hạt nhân.
* Kiến thức liên quan:
Hạt nhân
X
A
Z
, có A nuclon; Z prôtôn; N = (A – Z) nơtrôn.
Đồng vị: là những nguyên tử mà hạt nhân của chúng có cùng số prôtôn Z (cùng vị trí trong bảng hệ thống
tuần hoàn), nhưng có số nơtron N khác nhau.
Đơn vị khối lượng nguyên tử: 1u = 1,66055.10
-27
Một hạt có khối lượng nghỉ m
0
, khi chuyển động với vận tốc v sẽ có động năng là W
đ
= W – W
0
= mc
2
– m
0
c
2
=
2
2
0
1
c
v
m
−
c
2
– m
0
c
2
. Trong đó W = mc
2
gọi là năng lượng toàn phần và W
A
Z
X
4
.
Thì số nuclôn và số điện tích được bảo toàn: A
1
+ A
2
= A
3
+ A
4
và Z
1
+ Z
2
= Z
3
+ Z
4
.
Hạt α là hạt nhân hêli:
4
2
He; hạt β
-
là electron:
0
1−
0
. Tính động năng của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ
ánh sáng trong chân không) theo thuyết tương đối.
5. Pôlôni
Po
210
84
là nguyên tố phóng xạ α, nó phóng ra 1 hạt α và biến đổi thành hạt nhân con X. Viết phương
trình phản ứng. Nêu cấu tạo, tên gọi hạt nhân X.
6. Bắn hạt α vào hạt nhân
14
7
N đứng yên thì thu được một hạt prôton và một hạt nhân X. Viết phương trình
phản ứng, nêu cấu tạo của hạt nhân X.
7. Phản ứng phân rã của urani có dạng:
U
238
92
→
Pb
206
82
+ xα + yβ
-
. Tính x và y.
8. Phốt pho
P
32
15
phóng xạ β
Z
X. Nêu cấu tạo và
tên gọi của các hạt nhân X.
* Hướng dẫn giải và đáp số:
1. Ta có: m
Cl
= 34,969u.75,4% + 36,966u.24,6% = 35,46u.
2. Ta có: N
n
= (A – Z).
m
µ
N
A
= 219,73.10
23
.
3. Ta có: W = W
đ
+ W
0
= 2W
0
= 2m
0
c
2
=
2
0
cm
−
- m
0
c
2
= 0,25m
0
c
2
.
5. Phương trình phản ứng:
210
84
Po →
4
2
He +
206
82
Pb. Hạt nhân con là hạt nhân chì, có cấu tạo gồm 206 nuclôn,
trong đó có 82 prôtôn và 124 nơtron.
6. Phương trình phản ứng:
4
2
He +
14
7
N →
1
16
S có cấu tạo gồm 32 nuclôn, trong đó có 16 prôtôn và 16
nơtron.
9. Phương trình phản ứng:
3
1
T +
2
1
D →
1
0
n +
4
2
He. Hạt nhân
4
2
He là hạt nhân heeli (còn gọi là hạt α), có cấu
tạo gồm 4 nuclôn, trong đó có 2 prôtôn và 2 nơtron.
10. Ta có: A = 238 – 4 = 234; Z = 92 – 1 – 1 = 92. Vậy hạt nhân
234
92
U là đồng vị của hạt nhân urani có cấu tạo
gồm 234 nuclôn, trong đó có 92 prôtôn và 142 nơtron.
2. Sự phóng xạ.
* Các công thức:
Số hạt nhân, khối lượng của chất phóng xạ còn lại sau thời gian t: N = N
0
T
(1 – e
-
λ
t
).
Khối lượng chất mới được tạo thành sau thời gian t: m’ = m
0
A
A'
(1 –
T
t−
2
) = m
0
A
A'
(1 – e
-
λ
t
).
Độ phóng xạ: H = λN = λN
o
e
-
λ
t
= H
o
C
14
6
là chất phóng xạ β
-
có chu kì bán rã là 5730 năm. Sau bao lâu lượng chất phóng xạ của một
mẫu chỉ còn bằng
8
1
lượng chất phóng xạ ban đầu của mẫu đó.
3. Gọi ∆t là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đi e lần (e là cơ số của lôga tự
nhiên với lne = 1), T là chu kỳ bán rã của chất phóng xạ. Hỏi sau khoảng thời gian 0,51∆t chất phóng xạ còn
lại bao nhiêu phần trăm lượng ban đầu?
4. Ban đầu (t = 0) có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất. Ở thời điểm t
1
mẫu chất phóng xạ X còn lại 20%
hạt nhân chưa bị phân rã. Đến thời điểm t
2
= t
1
+ 100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã chỉ còn 5% so với số
hạt nhân ban đầu. Tính chu kì bán rã của chất phóng xạ đó.
5. Coban
Co
60
27
phóng xạ β
-
với chu kỳ bán rã 5,27 năm. Hỏi sau bao lâu thì 75% khối lượng của một khối
chất phóng xạ
84
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 42 mg chất phóng xạ pôlôni. Tính khối lượng chì sinh ra
sau 280 ngày đêm.
9. Một mẫu phóng xạ
Si
31
14
ban đầu trong 5 phút có 196 nguyên tử bị phân rã, nhưng sau đó 5,2 giờ (kể từ lúc
t = 0) cùng trong 5 phút chỉ có 49 nguyên tử bị phân rã. Tính chu kỳ bán rã của
Si
31
14
.
10. Biết đồng vị phóng xạ
14
6
C có chu kì bán rã 5730 năm. Giả sử một mẫu gỗ cổ có độ phóng xạ 200 phân
rã/phút và một mẫu gỗ khác cùng loại, cùng khối lượng với mẫu gỗ cổ đó, lấy từ cây mới chặt, có độ phóng xạ
1600 phân rã/phút. Tính tuổi của mẫu gỗ cổ.
Ôn tập Lý 12 chương trình nâng cao – Biên soạn: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận
Trang 6
* Hướng dẫn giải và đáp số:
1. Ta có: m = m
0
2
t
T
2ln
ln.
0
−
N
N
T
= 17190 năm.
3. Ta có: N = N
0
T
t
e
2ln.
−
T
t
e
2ln.
=
N
N
0
. Khi t = ∆t thì
T
t
e
2ln.∆
=
2
T
t
−
2
=
0
N
N
. Theo bài ra:
T
t
1
2
−
=
0
1
N
N
= 20% = 0,2 (1);
T
t
2
2
−
=
0
2
= 2 T =
2
100
2
1112
tttt −+
=
−
= 50 s.
5. Ta có: m = m
0
- m’ = m
0
T
t
−
2
t =
2ln
'
ln.
0
0
−
−
m
mm
T
= 10,54 năm.
6. Ta có: m = m
Ra bị phân rã là:
m
Ra
= m
0
(
1570
785
2
−
-
1570
786
2
−
) = 7.10
-4
g; khối lượng
222
86
Rn được tạo thành: m
Rn
= m
Ra
.
Ra
Rn
A
A
= 6,93g; số hạt nhân
T
t
−
2
T
t
H
2
0
T
t
2
=
H
H
0
= 4 = 2
2
T
t
= 2 T =
2
t
= 2,6 giờ.
10. Ta có: H = H
0
.
T
p
+ (A – Z)m
n
– m
hn
.
Năng lượng liên kết: W
lk
= ∆mc
2
. Năng lượng liên kết riêng: ε =
A
W
lk
.
Năng lượng tỏa ra hoặc thu vào trong phản ứng hạt nhân:
Nếu m
0
= m
1
+ m
2
> m = m
3
+ m
4
thì phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.
Nếu m
0
= m
+ A
4
ε
4
- A
1
ε
1
- A
2
ε
2
. Trong đó W
i
; ε
i
là năng lượng
liên kết và năng lượng liên kết riêng của hạt nhân thứ i; ∆W > 0: tỏa năng lượng; ∆W < 0: thu năng lượng.
Các số liệu và đơn vị thường sử dụng trong vật lí hạt nhân:
* Phương pháp giải:
+ Để tính năng lượng lên kết, năng lượng liên kết riêng của hạt nhân ta tính độ hụt khối của nó (ra đơn vị u)
rồi tính năng lượng liên kết và năng lượng kiên kết riêng theo các công thức: W
lk
= ∆mc
2
và ε =
A
W
lk
.
4
ε
4
- A
1
ε
1
- A
2
ε
2
; ∆W > 0:
tỏa năng lượng; ∆W < 0: thu năng lượng.
* Bài tập minh họa:
1. Tính năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
10
4
Be. Biết khối lượng của hạt nhân
10
4
Be
là m
Be
= 10,0113 u, của prôton và nơtron là m
p
= 1,007276 u và m
n
= 1,008665 u; 1 u = 931,5 MeV/c
2
.
= 1,008665 u; m
p
= 1,007276 u; 1u = 931,5 MeV/c
2
.
4. 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 là 7,10 MeV; của
234
U là 7,63 MeV; của
230
Th là 7,70 MeV.
5. Cho phản ứng hạt nhân
3
1
H +
2
1
H →
4
2
He +
1
0
n + 17,6 MeV. Tính năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được
1 gam khí heli.
6. Cho phản ứng hạt nhân:
8
m/s.
8. Cho phản ứng hạt nhân
9
4
Be +
1
1
H →
4
2
He +
6
3
Li. Hãy cho biết đó là phản ứng tỏa năng lượng hay thu năng
lượng. Xác định năng lượng tỏa ra hoặc thu vào. Biết m
Be
= 9,01219 u; m
p
= 1,00783 u; m
Li
= 6,01513 u; m
X
= 4,0026 u; 1u = 931 MeV/c
2
.
* Hướng dẫn giải và đáp số:
1. Ta có: W
lk
= (Zm
4
5,931).0015,4)008685,1007276,1.(2( −+
= 7,0752 MeV;
W =
M
m
.N
A
.W
lk
=
0015,4
1
.6,022.10
23
.7,0752.4 = 42,59.10
23
MeV = 26,62.10
10
J.
3. ε
Na
=
A
W
lk
=
A
cmmZAmZ
Henp
4
1
.6,02.10
23
.17,6.1,6.10
-13
= 4,24.10
11
(J).
6. Phương trình phản ứng:
3
1
T +
2
1
D →
4
2
He +
1
0
n. Vì hạt nơtron
1
0
n không có độ hụt khối nên ta có năng
lượng tỏa ra là: ∆W = (∆m
He
– ∆m
T
– ∆m
Năng lượng thu vào: W = (m – m
0
).c
2
= (37,965554 – 37,963839).1,6605.10
-27
.(3.10
8
)
2
= 2,56298.10
-13
J =
1,602 MeV.
8. Ta có: m
0
= m
Be
+ m
p
= 10,02002u; m = m
X
+ M
Li
= 10,01773u. Vì m
0
> m nên phản ứng tỏa năng lượng;
năng lượng tỏa ra: W = (m
0
– m).c
4
4
A
Z
X
4
.
Bảo toàn số nuclôn: A
1
+ A
2
= A
3
+ A
4
.
Bảo toàn điện tích: Z
1
+ Z
2
= Z
3
+ Z
4
.
Bảo toàn động lượng: m
1
→
1
v
+
2
1
m
2
v
2
2
= (m
3
+ m
4
)c
2
+
2
1
m
3
v
2
3
+
2
1
m
4
v
2
4
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.
2. Dùng hạt prôtôn có động năng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân liti (
7
3
Li
) đứng yên. Giả sử sau phản ứng thu
được hai hạt giống nhau có cùng động năng và không kèm theo tia γ. Biết năng lượng tỏa ra của phản ứng là
17,4 MeV. Viết phương trình phản ứng và tính động năng của mỗi hạt sinh ra.
3. Bắn hạt α có động năng 4 MeV vào hạt nhân
14
7
N đứng yên thì thu được một prôton và hạt nhân
10
8
O. Giả
sử hai hạt sinh ra có cùng tốc độ, tính động năng và tốc độ của prôton. Cho: m
α
= 4,0015 u; m
O
= 16,9947 u;
m
N
= 13,9992 u; m
p
= 1,0073 u; 1u = 931 MeV/c
2
; c = 3.10
8
m/s.
4. Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân
Ra đứng yên phân rã thành hạt α và hạt nhân X (không kèm theo tia γ). Biết năng lượng mà phản
ứng tỏa ra là 3,6 MeV và khối lượng của các hạt gần bằng số khối của chúng tính ra đơn vị u. Tính động năng của
hạt α và hạt nhân X.
7. Cho prôtôn có động năng 1,46 MeV bắn phá hạt nhân
7
3
Li đang đứng yên sinh ra hai hạt α có cùng động
năng. Xác định góc hợp bởi các véc tơ vận tốc của hai hạt α sau phản ứng. Biết m
p
= 1,0073 u; m
Li
= 7,0142 u;
m
α
= 4,0015 u và 1 u = 931,5 MeV/c
2
.
* Hướng dẫn giải và đáp số:
1. Theo định luật bảo toàn động lượng ta có:
→→
+
HeRa
pp
= 0 p
Ra
= p
He
= p. Vì W
đ
=
p
m
p
+
= 57,5
Ra
m
p
2
2
= 57,5W
đRa
W
đRa
=
56,57
W
= 0,0853MeV.
2. Phương trình phản ứng:
1
1
p +
7
3
Li → 2
4
2
He.
Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có: W
đp
2
)(
2
Xp
d
mm
Wm
+
αα
;
W
đp
=
2
1
m
p
v
2
=
2
)(
Xp
dp
mm
Wmm
+
αα
= 12437,7.10
-6
v
→
⊥
α
→
v
p
p
→
⊥
α
→
p
p
2
X
= p
2
p
+ p
2
α
Ôn tập Lý 12 chương trình nâng cao – Biên soạn: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận
Trang 9
2m
X
2
W
đp
+ 2m
α
W
đ
α
W
đX
=
6
4
α
đđp
WW +
= 3,575
MeV. Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có: (m
p
+ m
Be
)c
2
+ W
đp
= (m
α
+ m
X
)c
2
→
= 0 p
α
= m
α
v
α
= p
Th
= m
Th
v
Th
2m
α
W
α
= 2m
Th
W
Th
W
Th
=
Th
m
m
α
W
α
α
− −
+
c
2
= 0,01494 uc
2
= 13,92 MeV.
6. Phương trình phản ứng:
226
88
Ra →
4
2
α +
222
86
Rn.
Theo định luật bảo toàn động lượng:
p
α
→
+
X
p
→
= 0 p
α
= m
α
=
X
X
m m
m
α
+
W
α
W
α
=
W
X
X
m
m m
α
∆
+
= 3,536 MeV; W
X
=
X
m
m
α
W
α
α
2
cosϕ. Vì p
α
1 =
p
α
2 =
p
α
và
p
2
= 2mW
đ
cosϕ =
2 W 4 W
4 W
p p
m m
m
α α
α α
−
=
W 2 W
2 W
p p
m m
m
Từ (1) và (2) suy ra: cosϕ = - 0,98 = cos168,5
0
ϕ = 168,5
0
.
C. MỘT SỐ CÂU TRẮC NGHIỆM LUYỆN TẬP
* Đề thi ĐH – CĐ năm 2009:
1. Trong sự phân hạch của hạt nhân
235
92
U
, gọi k là hệ số nhân nơtron. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Nếu k < 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền xảy ra và năng lượng tỏa ra tăng nhanh.
B. Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và có thể gây nên bùng nổ.
C. Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra.
D. Nếu k = 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra.
2. Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau và số nuclôn của hạt nhân X lớn hơn số nuclôn của
hạt nhân Y thì
A. hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X.
B. hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y.
C. năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân bằng nhau.
D. năng lượng liên kết của hạt nhân X lớn hơn năng lượng liên kết của hạt nhân Y.
3. Cho phản ứng hạt nhân:
3 2 4
1 1 2
T D He X+ → +
. Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He lần
lượt là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và 1u = 931,5 MeV/c
2
. Năng lượng tỏa ra của phản ứng xấp xỉ
23
mol
-1
. Độ phóng xạ của 42 mg pôlôni là
A. 7. 10
12
Bq. B. 7.10
9
Bq. C. 7.10
14
Bq. D. 7.10
10
Bq.
6. Công suất bức xạ của Mặt Trời là 3,9.10
26
W. Năng lượng Mặt Trời tỏa ra trong một ngày là
A. 3,3696.10
30
J. B. 3,3696.10
29
J. C. 3,3696.10
32
J. D. 3,3696.10
31
J.
7. Biết N
A
= 6,02.10
23
mol
A. 25,25%. B. 93,75%. C. 6,25%. D. 13,5%.
10. Cho phản ứng hạt nhân:
23 1 4 20
11 1 2 10
Na H He Ne+ → +
. Khối lượng các hạt nhân
23
11
Na
;
20
10
Ne
;
4
2
He
;
1
1
H
lần
lượt là 22,9837 u; 19,9869 u; 4,0015 u; 1,0073 u; u = 931,5 MeV/c
2
. Trong phản ứng này, năng lượng
A. thu vào là 3,4524 MeV. B. thu vào là 2,4219 MeV.
C. tỏa ra là 2,4219 MeV. D. tỏa ra là 3,4524 MeV.
11. Cho 1u = 1,66055.10
-27
kg; c = 3.10
tạo thành hạt α, năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1 mol khí hêli là
A. 2,7.10
12
J. B. 3,5.10
12
J. C. 2,7.10
10
J. D. 3,5.10
10
J.
14. Một mẫu phóng xạ
222
86
Rn ban đầu có chứa 10
10
nguyên tử phóng xạ. Cho chu kỳ bán rã là T = 3,8823
ngày đêm. Số nguyên tử đã phân rã sau 1 ngày đêm là
A. 1,63.10
9
. B. 1,67.10
9
. C. 2,73.10
9
. D. 4,67.10
9
.
Đề thi ĐH – CĐ năm 2010
15. Một hạt có khối lượng nghỉ m
0
. Theo thuyết tương đối, động năng của hạt này khi chuyển động với tốc độ
. Biết năng lượng
liên kết của từng hạt nhân tương ứng là ΔE
X
, ΔE
Y
, ΔE
Z
với ΔE
Z
< ΔE
X
< ΔE
Y
. Sắp xếp các hạt nhân này theo
thứ tự tính bền vững giảm dần là
A. Y, X, Z. B. Y, Z, X. C. X, Y, Z. D. Z, X, Y.
17. Hạt nhân
210
84
Po đang đứng yên thì phóng xạ α, ngay sau phóng xạ đó, động năng của hạt
α
A. lớn hơn động năng của hạt nhân con. B. chỉ có thể nhỏ hơn hoặc bằng động năng của hạt nhân con.
C. bằng động năng của hạt nhân con. D. nhỏ hơn động năng của hạt nhân con.
18. Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân
9
4
Be
đang đứng yên. Phản ứng tạo ra hạt nhân X
và hạt α. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn và có động
năng 4 MeV. Khi tính động
hạt nhân của một 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 của mẫu chất phóng xạ này là
A.
2
0
N
. B.
2
0
N
. C.
4
0
N
. D. N
0
2
.
Ôn tập Lý 12 chương trình nâng cao – Biên soạn: Dương Văn Đổng – Trường THPT Nguyễn Văn Linh, Bình Thuận
Trang 11
22. Biết đồng vị phóng xạ
14
6
C có chu kì bán rã 5730 năm. Giả sử một mẫu gỗ cổ có độ phóng xạ 200 phân
rã/phút và một mẫu gỗ khác cùng loại, cùng khối lượng với mẫu gỗ cổ đó, lấy từ cây mới chặt, có độ phóng xạ
1600 phân rã/phút. Tuổi của mẫu gỗ cổ đã cho là
A. 1910 năm. B. 2865 năm. C. 11460 năm. D. 17190 năm.
23. Ban đầu (t = 0) có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất. Ở thời điểm t
17,4 MeV. Động năng của mỗi hạt sinh ra là
A. 19,0 MeV. B. 15,8 MeV. C. 9,5 MeV. D. 7,9 MeV.
26. Khi nói về tia α, phát biểu nào sau đây là sai?
A. Tia α phóng ra từ hạt nhân với tốc độ bằng 2000 m/s.
B. Khi đi qua điện trường giữa hai bản tụ điện, tia α bị lệch về phía bản âm của tụ điện.
C. Khi đi trong không khí, tia α làm ion hóa không khí và mất dần năng lượng.
D. Tia α là dòng các hạt nhân heli (
4
2
He
).
27. So với hạt nhân
29
14
Si
, hạt nhân
40
20
Ca
có nhiều hơn
A. 11 nơtrôn và 6 prôtôn. B. 5 nơtrôn và 6 prôtôn.
C. 6 nơtrôn và 5 prôtôn. D. 5 nơtrôn và 12 prôtôn.
28. Phản ứng nhiệt hạch là
A. sự kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình tạo thành hạt nhân nặng hơn.
B. phản ứng hạt nhân thu năng lượng .
C. phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn.
D. phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.
29. Pôlôni
210
84