Chương IX : HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
A – KIẾN THỨC CƠ BẢN
I. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử:
1) Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôtôn (p) và nơtrôn (n), gọi chung là các nuclôn.
Prôtôn là hạt mang điện tích dương +e và có khối lượng m
p
= 1,672.10
-27
kg; Nơtrôn là hạt không mang điện, có
khối lượng m
n
= 1,674.10
-27
kg.
Ví dụ : Tính số proton và số nơtron của các hạt nhân
23
Na,
238
U,
56
Fe
2) Kí hiệu hạt nhân là
A
Z
X
, trong đó:
* Z là số prôtôn (số điện tích hạt nhân hay nguyên tử số)
* A là số khối (hay số nuclôn); A – Z = N: số nơtrôn.
* X là kí hiệu hoá học của nguyên tử.
3) Kích thước hạt nhân: hạt nhân nguyên tử xem như hình cầu có bán kính phụ thuộc vào số khối A theo công
thức:

MeV
c
; 1u = 931
2
MeV
c
6) Năng lượng liên kết:
a) Lực hạt nhân: lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là lực hút gọi là lực hạt nhân.
- Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện và không phụ thuộc vào điện tích của nuclôn.
- Lực hạt nhân có cường độ mạnh và có bán kính tác dụng nhỏ hơn hoặc bằng kích thước hạt nhân cỡ 1 fecmi.
b) Độ hụt khối và năng lượng liên kết:
Hệ thức Anhstanh giữa năng lượng và khối lượng.
- Nếu một vật có khối lượng m thì nó có năng lượng E tỷ lệ với m gọi là năng lượng nghỉ:
2
E mc
=
(c=3.10
8
m/s: vận tốc ánh sáng trong chân không).
- Năng lượng nghỉ có thể biến đổi thành năng lượng thông thường và ngược lại, khiến năng lượng nghỉ thay đổi.
- Do năng lượng nghỉ thay đổi (không được bảo toàn) nên khối lượng cũng thay đổi theo (không có bảo toàn
khối lượng), nhưng tổng năng lượng nghỉ và năng lượng thông thường được bảo toàn (bảo toàn năng lượng toàn
phần).
Độ hụt khối và năng lượng liên kết:
+ Độ hụt khối:
- Khối lượng m
0
của Z prôtôn và N nơtrôn tồn tại riêng rẽ là: m
o
= Zm

E E m m c
= − = −
gọi là năng lượng liên kết hạt nhân vì:
W
lk
toả ra dưới dạng động năng của các hạt sinh ra và năng lượng tia γ. Năng lượng W
lk
càng lớn thì liên kết của
các nuclôn càng mạnh. Muốn phá vỡ hạt nhân thành Z prôtôn và N nơtrôn riêng lẽ thì phải tốn năng lượng E =
W
lk
tương ứng để thắng lực hạt nhân.
- Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là năng lượng được tính cho 1 nuclôn
r
ΔE
=
A
ε
- Hạt nhân có năng lượng liên kết càng lớn thì càng bền vững.
Ví dụ: Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
4
2
He
,
14
7
N
,
56
26

2
.
- Bị lệch về phía bản (-) vì mang q = +2e.
- Phóng ra với vận tốc 2.10
7
m/s.
- Có khả năng ion hoá chất khí.
- Đâm xuyên kém. Trong không khí đi được 8cm.
b) Tia Bêta (β): Gồm β
+
và β
-
- β
-
: lệch về bản (+), thực chất là electron, q = -e
- β
+
: lệch về phía (-) (lệch nhiều hơn tia α và đối xứng với β
-
); thực chất là electron dương (pôzitrôn);
điện tích +e.
- Phóng ra với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng.
- Ion hoá chất khí yếu hơn α.
- Khả năng đâm xuyên mạnh, đi được vài trăm mét trong không khí.
c) Tia gammar (γ)
- Có bản chất là sóng điện từ bước sóng rất ngắn (<0,01nm). Đây là chùm phôtôn có năng lượng cao.
- Không bị lệch trong điện trường, từ trường.
- Có các tính chất như tia Rơnghen.
- Khả năng đâm xuyên lớn, có thể đi qua lớp chì vài chục cm và rất nguy hiểm.
- Tia γ bao giờ cũng xuất hiện cùng các tai α, β. Không làm biến đổi hạt nhân.

=
o
k
m
2
Trong đó: λ là hằng số phóng xạ đặc trưng cho từng loại chất phóng xạ;
ln2 0,693
λ = =
T T
t
k =
T
: số chu kỳ bán rã trong thời gian t.
c) Độ phóng xạ:
- Độ phóng xạ H của một lượng chất phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu, đo bằng
số phân rã trong 1s.
- Đơn vị của H là Becơren, viết tắc là Bq. 1 Becơren = 1 phân rã/1s.
Ngoài ra H còn có đơn vị curi (Ci); 1Ci = 3,7.10
10
Bq.
Công thức:
-λt -λt
o o
H = λ.N = λ.N .e = H .e
Với H
o
= λ.N
o
: độ phóng xạ ban đầu.
Ví dụ:

Z
A
+ Z
B
= Z
C
+ Z
D
* Bảo toàn năng lượng và động lượng: năng lượng toàn phần và động lượng của các hạt nhân được bảo toàn.
* Không có định luật bảo toàn khối lượng trong phản ứng hạt nhân.
3) Vận dụng các định luật bảo toàn vào sự phóng xa các qui tắc dịch chuyển:
* Phóng xạ
α

( )
He
4
2
:
4 4
2 2
A A
Z Z
X He X
−
−
→ +
Hạt nhân con lùi 2 ô trong bản tuần hoàn (nằm trước hạt nhân mẹ), có số khối bé hơn 4u.
* Phóng xạ β
-

thấp hơn và phát ra tia γ: hf
mn
= E
m
- E
m
Phóng xạ γ đi kèm α và β, không có sự biến đổi hạt nhân.
4) Phản ứng hạt nhân toả năng lượng và thu năng lượng.
Xét phản ứng: A + B → C + D
Do độ hụt khối khác nhau nên: m
o
= m
A
+ m
B
≠ m = m
C
+ m
D
* Nếu m < m
o
thì:
• Tổng khối lượng giảm, nên phản ứng toả NL.
• W = (m
o
– m)c
2
toả ra dưới dạng động năng của hạt sinh ra hoặc phôtôn γ.
• Phản ứng hạt nhân toả năng lượng là phản ứng trong đó các hạt sinh ra có tổng khối lượng bé hơn các hạt ban
đầu, nghĩa là bền vững hơn.

7
B.
7
N
3
C.
3
Li
7
D.
7
Li
3
Câu 5 : Khối lượng của một hạt nhân He42
A. 3,32.10
-24
g B. 6,64.
10-24
g C. 5,31 :10
-24
g D. 24,08 :10
-24
g
Câu 6 : Xét điều kiện tiêu chuẩn , có 2 gam chiếm một thể tích tương ứng là : He42
A. 22,4 lít B. 44,8 lít C. 11,2 lít D. 5,6 lít
Câu 7 : Xem khối lượng của hạt proton và nơtron xấp xỉ bằng nhau, bất đẳng thức nào là đúng?
A. mD > mT > mα B. mT > mα > mD C. mα > mD > mT D. mα > mT > mD
Câu 8 : Nhận xét nào là sai về tia anpha của chất phóng xạ?
A. Phóng ra từ hạt nhân với vận tốc khoảng 107m/s.
B. Nó làm ion hoá môi trường và mất dần năng lượng.

Câu 14 : Nhận xét nào về PƯ phân hạch và PƯ nhiệt hạch là không đúng?
A. Sự phân hạch là hiện tượng một hạt nhân nặng hấp thụ một nơtron rồi vỡ thành hai hạt nhân trung bình cùng
với 2 hoặc 3 nơtron.
B. PƯ nhiệt hạch chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao .
C. Bom khinh khí được thực hiện bởi PƯ phân hạch.
D. Con người chỉ thực hiện được PƯ nhiệt hạch dưới dạng
Câu 15 : Khẳng đònh nào liên quan đến PƯ phân hạch là đúng?
A. Nếu s > 1 thì hệ thống gọi là vượt hạn , không khống chế được PƯ dây chuyền , trường hợp này
được sử dụng để chế tạo bom nguyên tử .
B. Nếu s = 1 thì hệ thống gọi là tới hạn , PƯ dây chuyền vẫn tiếp diễn , nhưng không tăng vọt , năng lượng toả
ra không đổi và có thể kiểm soát được , trường hợp này được sử dụng trong nhà máy điện hạt nhân nguyên tử .
C. Nếu s < 1 thì hệ thống gọi là dưới hạn , PƯ dây chuyền không xảy ra .
D. Tất cả đều đúng.
Câu 16 : Chất IỐT phóng xạ có chu kỳ bán rã là 8 ngày. Ban đầu có 100g chất này thì sau 16 ngày khối lượng
chất IỐT còn lại là
A. 12,5g B. 25g C. 50g D. 75g
Câu 17 : Ban đầu có 2g Radon (
222
Rn
86
) là chất phóng xạ. Số nguyên tử Radon
còn lại sau t = 4T
A. 3,39 .10
20
nguyên tử B. 5,42.10
20
nguyên tử C. 3,49 .10
20
nguyên tử D. 5,08 .10
20

trong mẫu gỗ đã bò phân rã thành các nguyên tử
14
N
7
. Biết chu kỳ bán rã của
14
C
6
là 5570 năm. Tuổi của mẫu
gỗ này bằng
A. 16710 năm B.5570 năm C.11140 năm D. 44560 năm
Câu 21 :
60
Co
27
là chất phóng xạ −β có chu kỳ bán rã là T = 5,33 năm. Cho 1 năm có 365 ngày, lúc đầu có 5,33
g Côban, độ phóng xạ của mẫu chất trên sau hai chu kỳ bán rã bằng
A. 1,37.10
13
Bq B. 5,51 :10
13
Bq C. 1,034.10
15
Bq D. 2,76.10
13
Bq
Câu 22 : Một chất phóng xạ phát ra tia α , cứ một hạt nhân bò phân rã cho một hạt α. Trong thời gian 1 phút
đầu chất phóng xạ phát ra 360 hạt α , nhưng 6 giờ sau , kể từ lúc bắt đầu đo lần thứ nhất , trong 1 phút chất
phóng xạ chỉ phát ra 45 hạt α . Chu kỳ bán rã của chất phóng xạ này là :
A. 1 giờ B. 2 giờ C. 3 giờ D. 4 giờø

Bq D. 0,5. 10
5
Bq
Câu 26 : Một mẫu quặng có chứa chất phóng xạ Xêsi
137
Cs
55
có độ phóng xạ H0 = 0,693. 10
5
Bq có chu kỳ bán
rã là 30 năm. Khối lượng Xêsi chứa trong mẫu quặng đó là :
A. 5,59 : 10
-8
g B. 2,15. 10
-8
g C. 3,10 : 10
-8
g D. 1,87. 10
-8
g
Câu 27 : Một tượng gỗ cổ có độ phóng xạ chỉ bằng 0,25 độ phóng xạ của một khúc gỗ cùng khối lượng mới
chặt xuống. Biết tượng gỗ phóng xạ tia β từ
14
C và chu kỳ bán rã là T = 5600 năm. Tuổi của tượng gỗ bằng
A. 2800 năm B. 22400 năm C. 5600 năm D. 11200 năm
Câu 28 : Chất
131
I
53
có T =ø 192 giờ. Nếu ban đầu có 1kg

226
Rd
88
phóng xạ α với chu kỳ bán rã T = 5.10
10
s, nguyên tố con của nó là Rôn. Độ
phóng xạ của 693g Ri bằng
A. 2,56. 10
13
Bq B. 8,32. 10
13
Bq C. 2,72. 10
11
Bq D. 4,52 : 10
11
Bq
Câu 33 : Sau bao nhiêu lần phóng xạ α và bao nhiêu lần phóng xạ β– thì hạt nhân
232
Th
90
biến đổi thành hạt
nhân
208
Pb
82
?
A. 4 lần p.xạ α ;6 lần p.xạ β –
B. 6 lần p.xạ α ;8 lần p.xạ β–
C. 8 lần p.xạ ïα ;6 lần p.xạ β–
D. 6 lần p.xạ α ;4 lần p.xạ β–

4
He
2
+ X , X là hạt nhân
A. Đơtơri B. Triti C. Li D. Heli
Câu 39 : Cho PƯ nhiệt hạch sau : D + D → T + X , X là hạt
A. Đơtơri B. Proton C. Nơtron D.Electron
Câu 40 : Phôtpho (
32
P
15
) phóng xạ −β và biến đổi thành lưu huỳnh (S). C. tạo của hạt nhân lưu huỳnh
A. Có 14 hạt proton , 18 hạt nơtron .
B. Có 16 hạt proton , 16 hạt nơtron .
C. Có 15 hạt proton , 16 hạt nơtron .
D. Có 15 hạt proton , 18 hạt nơtron .