Trường THPT Nam Lý

GV: Bùi Xuân Diệu

Phương pháp giảI bài toán về hạt nhân nguyên tử
A. Mục tiêu
1. Giúp học sinh giải được các bài toán đơn giản về hạt nhân nguyên tử
2. Rèn các kỹ năng giải toán.
3. Sử dụng làm nhanh các bài toán trắc nghiệm.
B. Nội dung
I. Kiến thức cơ bản
1. Cấu tạo hạt nhân
- Hạt nhân mang điện dương, được cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn – gọi là các Nuclon.
- Có hai loại Nuclon là Proton và nơtron:
+ Proton: kí hiệu là p, q p  e ; m p  1,007276u  1,672.10 27 kg
+ Nơtron: kí hiệu là n, q n  0 ; m n  1,008665u  1,674.10 27 kg
Trong đó u là đơn vị khối lượng nguyên tử, với 1u = 1,66055.10-27kg.
- Hạt nhân nguyên tố X có số khối A, số thứ tự Z kí hiệu là X ZA hay

A
Z

X . A là tổng số

Nuclôn trong hạt nhân.
Ví dụ:
+ Hạt nhân nguyên tố Hiđrô - 11 H
+ Hạt nhân nguyên tố Heli -

4
2

1

-15

m
Tháng 4 năm 2010


Trường THPT Nam Lý

GV: Bùi Xuân Diệu

…………………………………………………………………………………………
……………
2. Đồng vị
1. Khái niệm: Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân có chứa cùng số Proton
Z nhưng khác nhau số Nơtron.
2. Ví dụ
- Nguyên tử H có 3 đồng vị:
+ Hiđro thường - 11 H
+ Đơtêri - 12 H ( 12 D )
+ Triti - 13 H ( 21T ) . Trong đó T và D là thành phần của nước nặng là nguyên liệu
của công nghệ nguyên tử.
- Nguyên tử Cacbon có 4 đồng vị: C11 đến C14. Trong đó C12 có nhiều trong tự nhiên
– chiếm 99%
3. Năng lượng liên kết
3.1 Độ hụt khối: m
m  Zm p  ( A  Z )m n  m . Với m là khối lượng hạt nhân còn m p , m n là khối lượng của

các Nuclôn riêng rẽ.

Tác dụng:
- Các tia phóng xạ đều có tác dụng đâm xuyên, hủy diệt tế bào, tác dụng ion hóa, tác
dụng phát quang,…
Chú ý:
+ Tia  có tác dụng đâm xuyên mạnh nhất và rất nguy hiểm với con người. Nó có thể
xuyên
qua tấm chì dày vài chục cm.
+ Nếu coi mỗi tia phóng xạ như 1 hạt nhân thì chúng được kí hiệu như sau:
Tia  : 24 He ; Tia  :

0
1

e và 01 e ; Tia  : 00 

- Các công thức:
+ Định luật phóng xạ - Xác định số hạt nhân còn lại ở thời điểm t:
N t  N 0 .2



t
T

 N 0 .e t . Trong đó   ln 2  0,693 : hằng số phóng xạ.
T

T

+ Khối lượng chất phóng xạ còn lại ở thời điểm t:

- Các định luật bảo toàn trong PUHN
+ ĐLBT số Z – ĐLBT điện tích: Z 1  Z 2  Z 3  Z 4
+ ĐLBT số A: A1  A2  A3  A4
+ ĐLBT động lượng: mv  m1 v1  m 2 v 2
+ ĐLBT năng lượng toàn phần: E A  E B  E C  E D với E  mc 2 + Wđ ; m: khối lượng
nghỉ.
II. Một số dạng toán cơ bản
Dạng 1. Xác định A, Z, N năng lượng liên kết hoặc năng lượng liên kết riêng.
PP
+ Từ kí hiệu hạt nhân  A, Z , N
+ Sử dụng công thức  

E mc 2

Với 1uc2 = 931,5MeV; m  m  m 0 ; m = Zmp+
A
A

Nmn
Vận dụng
Bài 1. Xác định số Nuclon của hạt nhân: 24 He . Tính năng lượng liên kết riêng. Biết
mn = 1,00866u; mp = 1,00728u; mHe = 4,0015u
HD
N  AZ

+ Từ  4

 2 He

 N  42  2

 8, 46MeV
56

Dạng 2. Xác định các đại lượng liên quan tới hiện tượng phóng xạ.
PP
+ Hằng số phóng xạ:  

ln 2 0,693 -1

(s )
T
T

 t
+ Số hạt còn lại: N  N 0 e
=

N0
2

t
T

 N 0 .2



t
T



210
84

Po 

4
2

He 

A
Z

X

210  4  A  A  206
 X : 206

82 Pb
84  2  Z
Z  82

+ Theo các ĐLBT ta có: 

5

Tháng 4 năm 2010




H  
m

A
 N  .N A

A

Nếu trắc nghiệm cần nhớ: H 

0,693.m 0 N A .2  k
 2,08.1011 Bq
T .A

Bài 2. Phản ứng phân rã của Urani có dạng:
238
92

U 

206
82

Pb  x   y 



1. Xác định x và y
238


t


m  m 0 . 2 T
m  m 0 . 2  k
0,693.m 0 N A .2  k


2. a. H  N


H

 3089 Bq
mN A
T
.
A
H




m

A
 N  .N A

A



Trường THPT Nam Lý

GV: Bùi Xuân Diệu

HD
1. H  

mN A 0,693.m.N A
0,693.m. N A

T 
 2872, 4s
A
T .A
H .A

m0
 m  100
2 ln 10.2872, 4
0 , 693 .t
 19087 ,86 s
2. Từ 
 e  t  100 
 2 ln 10  t 
0
,
693
m


+ H

0,693.m 0 N A .2  k
 3,578.1011 Bq
T .A

Bài 5. Pôlôni là nguyên tố phóng xạ  với chu kì bán rã là T = 138ngày.
1. Viết phương trình phóng xạ và khối lượng ban đầu của polôni. Biết H0 =
1,67.1011Bq.
2. Sau thời gian bao lâu độ phóng xạ của nó giảm đi 16lần.
3. Tìm năng lượng tỏa ra khi chất phóng xạ trên phân rã hết.
HD
1.

210
84

Po 

H0  

4
2

He 

A
Z


H

7

Tháng 4 năm 2010