SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI
Đơn vị: Trường THPT chuyên Lương ThếVinh

Mã số:
(Do HĐKH Sở GD&ĐT ghi)

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Một số vấn đề về PHÓNG XẠ HẠT NHÂN dùng trong việc bồi
dưỡng học sinh giỏi môn hóa học TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Người thực hiện: Trương Huy Quang
Lĩnh vực nghiên cứu:
- Quản lý giáo dục



- Phương pháp dạy học bộ môn: Hóa học.



- Lĩnh vực khác: ..........................................



Có đính kèm: Các sản phẩm không thê hiện trong bản in SKKN
 Mô hình

 Phần mềm

 Phim ảnh



Fax:

7.

Chức vụ:Tổ trưởng chuyên môn

8.

Đơn vị công tác:Trường THPT chuyên Lương Thế Vinh

0613894500

ĐTDĐ: 0913153072

E-mail:

II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO
- Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Cử nhân
- Năm nhận bằng: 1977
- Chuyên ngành đào tạo: Hóa học
III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC
- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Giảng dạy môn hóa học THPT
Số năm có kinh nghiệm: 36 năm
- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây:
* Động hóa học
* Cân bằng hóa học
* Phương pháp giải bài toán năng lượng
* Bài tập tinh thê
* Peptit& Protein

- Một số đề thi HSGQG từ năm 1997 đến nay
- Phương pháp giải 1 số đề thi HSGQG, Quốc tế
- Nội dung chuyên đề đính kèm
b/Biện pháp: Chuyên đề này áp dụng cho học sinh lớp chuyên hóa khối
THPH bắt đầu từ năm 2007 qua việc sưu tầm tài liệu, giới thiệu bài tập, yêu cầu
học sinh giải quyết theo nhóm, thuyết trình, Giáo viên giải đáp.


III. HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI
Qua việc giới thiệu chuyên đề này và sử dụng nó trong việc bồi dưỡng học sinh
giỏi, chúng tôi đã đạt được một số kết quả sau:
* Năm học 2007-2008:
+ Đạt 20 giải HSG cấp tỉnh (2 nhất+4 nhì+7 ba+ 7KK)
+ Đạt 3 huy chương olympic khu vực (2HCV+1HCB)
+Đạt 4 giải máy tính cầm tay (MTCT) khu vực (1 nhất+1 nhì+1ba+1KK)
+Đạt 6 giải HSGQG (1 nhì+2ba+3KK)
* Năm học 2008-2009:
+Đạt 25 giải HSG cấp tỉnh (3 nhất+ 4 nhì+ 7ba+11KK)
+Đạt 5 giải MTCT khu vực (2 nhất+1 nhì+2ba)
+Đạt 5 giải HSGQG (2 nhì+ 3ba)
* Năm học 2009-2010:
+Đạt 25 giải HSG cấp tỉnh (2 nhất+ 3nhì+ 8ba+12KK)
+Đạt 3 huy chương olympic khu vực (1HCV+2HCB)
+Đạt 3 giải MTCT khu vực ( 2ba+1KK)
+Đạt 6 giải HSGQG (1ba+5KK)
*Năm học 2010-2011:
+Đạt 25 giải HSG cấp tỉnh (2 nhất+ 2nhì+ 8ba+12KK)
+Đạt 5 huy chương olympic khu vực (2HCV+3HCB)
+Đạt 5 giải MTCT khu vực (1 nhất+1nhì+2ba+1KK)
+Đạt 7 giải HSGQG (3ba+4KK)

làm quen với việc nghiên cứu khoa học.
V.
1

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Vũ Đăng Độ-Trịnh Ngọc Châu-Nguyễn Văn Nội:
Bài tập cơ sở lí thuyết các quá trình hóa học,
NXBGD,2005

2.

Đặng Trần Phách:
Bài tập hóa cơ sở ,
NXBGD,1983

3

Lâm ngọc Thiềm-Trần Hiệp Hải:
Bài tập hóa học đại cương ,
NXBĐHQG Hà nội,2004


4

Nguyễn Duy Ái-Nguyễn Tinh Dung-Trần Thành Huế-Trần Quốc SơnNguyễn Văn Tòng:
Một số vấn đề chọn lọc của hóa học,tập 1,
NXBGD,1999

5.


Bài tập và trắc nghiệm hóa đại cương
NXBTPHCM-1997

11.

Trần Thành Huế
Hóa học đại cương -tập 1-Cấu tạo chất
NXBGD-2001

12.

Trần Thị Đà-Đặng Trần Phách
Cơ sở lí thuyết các phản ứng hóa học
NXBGD-2004

13.

Một số đề thi HSG cấp tính, cấp quốc gia ,quốc tế

NGƯỜI THỰC HIỆN
(Ký tên và ghi rõ họ tên)

TRƯƠNG HUY QUANG


BM04-NXĐGSKKN

SỞ GD&ĐT ĐỒNG NAI

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

- Lĩnh vực khác:

Sáng kiến kinh nghiệm đã được triên khai áp dụng: Tại đơn vị



Trong Ngành 
1. Tính mới (Đánh dấu X vào 1 trong 2 ô dưới đây)
- Có giải pháp hoàn toàn mới



- Có giải pháp cải tiến, đổi mới từ giải pháp đã có



2. Hiệu quả (Đánh dấu X vào 1 trong 4 ô dưới đây)
- Hoàn toàn mới và đã triên khai áp dụng trong toàn ngành có hiệu quả cao

- Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triên khai áp
dụng trong toàn ngành có hiệu quả cao 
- Hoàn toàn mới và đã triên khai áp dụng tại đơn vị có hiệu quả cao 


- Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triên khai áp
dụng tại đơn vị có hiệu quả 
3. Khả năng áp dụng (Đánh dấu X vào 1 trong 3 ô mỗi dòng dưới đây)
- Cung cấp được các luận cứ khoa học cho việc hoạch định đường lối, chính
sách:
Tốt 

4/ Các họ phóng xạ:
•

phânra 
phânra 4
→ nguyêntocon 

→ ...
nguyên tố mẹ 

•

3 họ phóng xạ tự nhiên:
- Họ Uran

92

U238 →88Ra226→…82Pb206
(Gốc)

A = 4n+2(51≤n≤59, nguyên)

(kết thúc)

- Họ Thori

90

Th232→…82Pb208



V= −

A sản phẩm

dC A
= k .C A = k (a − x)
dt
Trang 1


V : tốc độ phân rã
a :CA ban đầu (t =0)
x : CA mất đi sau thời gian t
a-x : CA còn (ở t=t)
k = Hằng số tốc độ

−

N0
C A0
kt = ln C = ln N
A

N0 : Số HN ban đầu(t = 0) ; N : Số HN còn lại (t = t)

*Áp dụng cho quá trình phân rã phóng xạ, thay các ký hiệu thích hợp
k= λ  λ t = ln

N0

(1), k = ln 0 =
ln
(2)
k
t
N 13,3 0,32

Thay (2) vào (1) ta được t1/2 = 8,08 ngày
6/ Xác định niên đại (t)
- Nếu xác định niên đại của cổ vật vô cơ : thì dựa vào Uran với t1/2 = 4,51.109
năm.
Trang 2


- Nếu xác định niên đại của cổ vật sinh vật sống : thì dựa vào C14 với
= 5730 năm.

t1/2

- Vì Vpu sinh ra C14 = Vphân hủy C14 nên lượng C14 trong cơ thê sống là hằng số.
Khi cơ thê sống chết đi thì C14 giảm, từ lượng C14 còn lại trong xác chết (hay
hóa thạch của xác chết) ta tính được t là thời gian sinh vật chết đi tức là thời
gian hóa thạch

t =

1 N 0 1 R0
1
15,3 5730 15,3
ln

0,693 13,6

7/ Đối với Cân bằng phóng xạ thế ky : (từ mẹ cháu đời thứ n) thì λ1 N1 = λn N n
λ1 ; λ n : HS tốc độ phân rã của mẹ và cháu đời thứ n

N1 ;Nn : Số HN phóng xạ của mẹ và cháu đời thứ n
8/ Các dạng toán phóng xạ :
1.Tính CKBH

: t1/2 =

ln 2 0,693
=
k
k

2.Tính tuổi cổ vật (Xác định niên đại) t =

1 N0
ln
k
N

3. Tính hàm lượng vật còn lại : là tính % N
4. Tính độ phóng xạ : A = λN (V = kN)
5. Tính m: Đầu tiên tính số mol (n)  suy ra số gam (m) theo CT m=n.M(S.K)
Trang 3


9/ Phóng xạ nhân tạo :


Er

3.

Đối vơi 1 hạt nhân ∆m = [Z.mp+(A-Z).mn] – mHN

4.

Đối vơi 1 phản ứng hạt nhân ∆m = mHN đầu- mHN sau

5.

∆H = - ∆m (tính theo u). 931,5.106ev/u. 1,602.1019j.6,022.1023/mol= j/mol

6.

1u = 931,5 Mev = 931,5.106 ev

7.

1ev = 1,602.1019j = 9,649.104 j/mol

8.

SIot (r) < SIot ( l)

BÀI 2 :
U238 có CKBH là 4,5.109 năm.Khi phóng xạ anpha,U biến thành 90Th234. Hỏi có bao
nhiêu gam Th được tạo thành trong 23,8 gam U sau 9.109 năm ?
92

Giải : 92U238  90Th234 + 2He4
kt = ln

ln 2
ln 2.
3
N0
N
N
9
= t .t = 4,5.10 9 .9.10 = 2ln2=ln4 0 =4 Ncòn = 0  Npư = N 0
4
N
N
4
1/ 2

Vậy nUpu =

3 23,8
.
= 0,075mol = nTh  mTh = 0,075.234 = 17,55g
4 238



140

N0
1

Vì N01 = N02= N0
N

0
Với U238 có k1t = ln N = lnN0 –lnN1 (1)
1

Trang 6


N

0
Với U235 có k2t = ln N = lnN0 –ln N2(2)
2

ln N 2 − ln N 1
ln 1 − ln 140
=
=
0,693
0,693
k1 − k 2
Từ (1) và (2) suy ra t=

14

 t = 0,693 ln 3 = 12374,281 năm
BÀI 6 :
Chất phóng xạ Co60 dùng trong y tế có CKBH là 5,33 năm. Ban đầu có 1 kg chất
ấy.Tính khối lượng còn lại sau 10 năm ? sau bao nhiêu năm thì còn 0,1 kg ?
Giải :
a/ Vì M = nhau nên
t=

N 0 m0
=
.
N
m

1 ln 2
0,693
1
1 N 0 1 m0
1, 3
ln
= k ln m − > ln m = t .10 = 5,33 .10 = 1,3− > m = e = 3,6699
k
N
1/ 2

 m = 0,2725g
b/ t =



2
.6,02.1023 = 5,42.1021 ng/tư
222

= kt =

ln 2
0,693
.t =
.1,5T = 1,0395  N = 1,9166.1021 ng/tư
t1 / 2
T

0,693

21
c/ V = k.N = t .N = 3,8.24.3600 .1,9166.10 = 4,045.1015 Bq (Bq = phân rã/giây)
1/ 2

4,045.1015
=
= 1,093.105 Ci
10
3,7.10

BÀI 8 :
Một mẫu đá chứa 17,4mg U238 và 1,45mg Pb206.Biết rằng CKBH của U238 là 4,51.109
năm. Mẫu đá đó tồn tại bao nhiêu năm rồi?
Giải: U238  Pb206

t=
= 5,983.108 năm
0,683
0,073109

BÀI 9 :
Tính tuổi của mẫu poloni 84Po210 biết rằng tại mọi thời điêm khảo sát. Tỉ số giữa khối
lượng ZXA và khối lượng Po có trong mỗi chất là 0,4. Cho NA = 6,023.1023/ mol và
t1/2 = của Po là 138 ngày
Giải :
Po210

84



Pb206

82

+

2

He4

N0
m’/206

m’/206

1
.138.. ln
= 68,1 ngày
0,693
206m

BÀI 10:
Một mẫu đá chứa 17,4 µ g U238 và 1,45 µ g Pb206. Biết rằng CKBH của U238 là
4,51.109 năm. Hỏi mẫu đá đó tồn tại được bao nhiêu năm rồi ?
Giải : U238 

Pb206 + …

Bđ

n0

Pu

a

a

Còn (n0-a).

a

mU = (n0- a) 238 ; mPb = a.206

m(U ) n0 − a 238 17,4


C. MỘT SỐ ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA

BÀI 1.
Hoàn thành các phương trình phản ứng hạt nhân (định luật nào được dùng khi hoàn
thành phương trình)?
1. ? 

Pb206 + 2He4

82

2. 9F17  8O17 + ?
3. 94Pu239  ? + 2He4
4. 1H1 + ?  2He4
5. ? + 1D2  2 2He4
6. 92U238 

90

Th230 + ...

7. 92U235 

82

Pb206+

8. 27Co59 + 0n1  X?
9. X? 


Theo BTSK và BTDT

BÀI 2.
1/Uran trong thiên nhiên chứa 99,28% U238 (có t1/2 = 4,5.109 năm) và 0,72% U235 (có
t1/2 = 7,1.108 năm). Tính tốc độ phân rã mỗi đồng vị trên trong 10 gam U3O8 mới
điều chế.
Trang 10


2/ Mari và PieCuri điều chế Ra226 từ quặng uran trong thiên nhiên. Ra226 được tạo ra
từ đồng vị nào trong 2 đồng vị trên
(ĐỀ THI HSGQG-1997)

Giải :
1/ v = λ .N(1) λ là HSTĐ phân hủy; N là tổng số hạt nhân phóng xạ có ở thời điêm
đang xét
λ=

ln 2
= 0,693/t1/2
t1 / 2

nU3O8 = 10/ (238.3+16.8 )= 1,19.10-2mol Số HN U = 1,19.10-2.6,022.1023.3=
2,15.1022


N(U238) = 99,28%.2,15.1022 = 2,13.1022
N(235) = 0,72%.2,15.1022 = 1,55.1020.
238

BÀI 3.
U238 tự phân rã liên tục thành 1 đồng vị bền của chì .Tổng cộng có 8 hạt anpha được
giải phóng ra trong quá trình đó .Giải thích , viết PTPU chung của quá trình này
(ĐỀ THI HSGQG-2004)

Giải: 92U238 
BTSK

82

Pbx + y 2He4 + z -1e0

238 = x+ 8.4 x = 206

BTDT 92 = 82+ 2.8-z z = 6

92

U238 

82

Pb206 + 8 2He4 + 6 β

BÀI 4.
Khi nghiên cứu 1 cổ vật dựa vào C14 (t1/2 = 5730 năm) người ta thấy trong mẫu đó
có cả C11 , số nguyên tử C14 bằng số nguyên tử C11, tỉ lệ độ phóng xạ C11 so với C14
bằng 1,51.108 lần.
Trang 11


A0 (C 14 ) λ (C 14 ).N 0 (C 14 )
11

14

 λ (C11) = 1,51.108. λ (C14) (1)
Mà λ (C14) = ln2/t1/2 = 0,6932/ 5730.365.24 = 1,38.10-8(h-1)
Nên λ(C11) = 1,51.108.1,38.10-8 = 2,0838(h-1)
-Tại t =12h
ln

A11 = λ11.N11;

λ11 .N 11

A14 = λ14.N14 A11/A14 = λ .N (*)
14
14

N0
N
λt N0/N = eλt N = λ0t = N0.e-λt
N
e

Vậy N11 = N0(11).e-λ11t; N14 = N0(14).e-λ14t
Vì tại t =0 thì N0(11) = N0(14)
A11 λ11 t(λ =
. e 14
A14 λ14

a/ Tính tỉ lệ (m) của các đồng vị 92U235 / 92U238 khi trái đất mới hình thành
Trang 12


b/ Nếu chưa biết CKBH của
dự kiện đã cho?

92

U238 thì giá trị này có thê tính như thế nào từ các
(ĐỀ THI HSGQG-2010)

Giải:
a/ Ta có kt = ln

N0
 N0/N = e kt vì k = ln2/t1/2 và N0 /N = m0/m nên ta có m0/m
N

= eln2.t/t1/2 m0(U235) = m(U235).e ln 2.t / 7,04.10 (1) với t = 4,55.109 năm
8

m0( U238) = m(U238).e ln 2.t / 4, 47.10 (2)
9

235

Lấy (1)/(2) ta có m0(U )/m0(U

238

 t (1) .N = t (n) .N n  t1/2(1) =
1/ 2
1/ 2

t1 / 2 (n).N 1 . ln 2
= 4,47.109 năm
ln 2.N n

BÀI 6
P32 phân rã β − với CKBH 14,28 ngày , được điều chế bằng phản ứng giữa notron
với hạt nhân S32
a/ Viết Các PTPU hạt nhân đê điều chế P32 và biêu diễn sự phân rã phóng xã của
P32
b/ Có 2 mẫu phóng xạ P32 được ký hiệu mẫu I và mẫu II.Mẫu I có hoạt độ phóng
xạ 20mCi được lưu giữ trong bình đặt tại buồng làm mát có nhiệt độ 100C,mẫu II
có hoạt độ phóng xạ 2 µ Ci bắt đầu được lưu giữ cùng thời điêm với mẫu I nhưng
ở nhiệt độ 200C. Khi hoạt độ phóng xạ của mẫu II chỉ còn 5.10-1 µ Ci thì lượng
lưu huỳnh xuất hiện trong bình chứa mẫu I là bao nhiêu gam ? Trước khi lưu giữ,
trong bình không có lưu huỳnh.

Trang 13


Cho 1Ci= 3,7.1010Bq( 1Bq = 1 phân rã /giây), NA = 6,02.1023 mol-1, hoạt độ
phóng xạ A = λ.N (λ : hằng số tốc độ phân rã ; N :Số hạt nhân phóng xạ ở thời
điêm t)
(ĐỀ THI HSGQG-2011)

Giải :
a/ PTPU hạt nhân đ/c P32

N0 4

( kt = lnN0/N= ln4/1 .mà k = ln2/t1/2 lnN0/N = ln2.t/ t1/2 = ln4 t = 2.t ½
Vậy thời gian đã lưu giữ bằng 2 lần CKBH)
Từ mẫu 1 : Vì tốc độ phân rã phóng xạ không phụ thuộc vào nồng độ đầu và
nhiệt độ nên sau thời gian đó ( t =2t1/2) mẫu 1 cùng còn lại ¼ so với lúc đầu,
tức là đã phân hủy ¾.20mCi= 15mCi = 15.10-3.3,7.1010Bq = 55,5.107Bq.Vậy
mẫu 1 số hạt nhân đã biến đổi phóng xạ là :
N = A/ λ ;vì biến đổi phóng xạ là phản ứng 1 chiều bậc 1 nên λ = ln2/t1/2
A.t1 / 2 55,5.10 7.14,28.24.3600
=
N=
= 9,9.1014 nguyên tử
ln 2
0,693

(m) P
Từ

32

9,9.1014
.32 = 5,3.10-8 gam = 5,3.10-2 µ g
đã phân rã = n.M =
23
6,02.10

P32  S32 vì nP = nS ; M bằng nhau = 32 nên mS = mP = 5,3.10-8 gam

BÀI 7

6

C14



7

N14 + β −

ln 2
m
.
.N A
ln 2.N A
A λ.N (C ) t1 / 2 M (C 14 )
(*)
=
=
=
14
m
m
m
t1 / 2 .M (C )
14

m
n(C ) M (C 14 ) M (C 12 )
=

=

C 14
1
= 6.10 −13 = W
12
2
C

(Mẫu hóa thạch)

(cơ thê sống)

C 14
C 14
 Tỉ số đồng vị 12 trong mẫu hóa thạch = ½ tỉ số 12 trong cơ thê sống  Hoạt
C
C

độ phóng xạ của 1 kg mẫu hóa thạch = ½ hoạt độ phóng xạ của 1kg C lấy từ cơ thê
sống =

1
.230 = 115 Bq
2

N
1
. ln 0
Tuổi của mẫu hóa thạch t = 1 ln N 0 = ln 2 N = t1 / 2 ln N 0 (*’)

= ln
k
N
λ R

N0, N là số HN C14 tại t0 và t;
R0, R là số phân hủy C14 tại t0 và t
Hoạt độ phóng xạ của 1 kg C14 trong cơ thê sống là A0 = 230Bq/kg = λN 0
Hoạt độ phóng xạ của 1 kg mẫu hóa thạch là A = 115 Bq/kg = λN 

A0 N 0
=
A
N

A
1
. ln 0
N
1
A = t1 / 2 . ln A0 = 5730 . ln 2 = 5730 năm
 t = ln 0 = ln 2
λ N
t1 / 2
ln 2
A
ln 2

BÀI 8
Sự phân hủy phóng xạ của Th232 tuân theo pứ bậc 1. Nghiên cứu về sự phóng xạ của


BÀI 9
Đồng vị nhân tạo 27Co60 được dùng trong y tế phân rã thành đồng vị bền là

60
28

Ni

a/ Viết phương trình pứ hạt nhân đã xảy ra
b/ Biết CKBH

60
27

Co thành

- Khối lượng

60
27

60
28

Ni là 5,33 năm. Hãy tính

Co đê có độ phóng xạ là 10Ci

- Sau khoảng thời gian t mẫu chất phóng xạ có tỉ lệ khối lượng


m

0
b/ Độ phóng xạ ban đầu của Co: v = kN0 = t .N 0 ;vì N0 = A .N A 
1/ 2
CO

V . ACO .t1 / 2
0,693 m0
10.3,7.1010 .60.5,33.365.24.3600
23
.
.
6
,
022
.
10
−
−
>
m
=
=
v=
=
0
t1 / 2 ACO
0,693.6,022.10 23

5,33
N
N
1 N0
1
5,33
ln
ln
=
.t1 / 2 . ln 0 =
ln 0 =
0,693 N 0 − a
k
N
ln 2
N
0,693 N

Ta có
0,9 N 0
N
mNi
nNi.60
a
= 0,9 =
=
−− > a =
− − > N0 − a = 0
mCo
nCo.60 N 0 − a