Bài tập về phản ứng hạt nhân
1. Chọn câu trả lời đúng. Trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lợng của các hạt nhân tham gia
A. đợc bảo toàn. B. Tăng. C. Giảm. D. Tăng hoặc giảm tuỳ theo phản ứng.
2. Trong d y phân r phóng xạ ã ã
YX
207
82
235
92

có bao nhiêu hạt và đợc phát ra?
A. 3 và 7. B. 4 và 7. C. 4 và 8. D. 7 và 4
3. Phát biểu nào sau đây là
đúng
khi nói về phản ứng hạt nhân?
A) Phản ứng hạt nhân là sự va chạm giữa các hạt nhân.
B) Phản ứng hạt nhân là sự tác động từ bên ngoàivào hạt nhân làm hạt nhân đó bị vỡ ra.
C) Phản ứng hạt nhân là sự tơng tác giữa hai hạt nhân, dẫn đến sự biến đổi của chúng thành các hạt nhân khác.
D) A, B và C đều đúng.
4. Cho hạt prôtôn có động năng K
P
= 1,8MeV bắn vào hạt nhân
Li
7
3
đứng yên, sinh ra hai hạt có cùng độ lớn vận tốc, không
sinh ra tia và nhiệt năng. Cho biết: m
P
= 1,0073u; m

= 4,0015u; m

trong chuỗi là
A. 7 phóng xạ , 4 phóng xạ


; B. 5 phóng xạ , 5 phóng xạ


C. 10 phóng xạ , 8 phóng xạ


; D. 16 phóng xạ , 12 phóng xạ


6. Chất phóng xạ
Po
210
84
phát ra tia và biến đổi thành
Pb
206
82
. Biết khối lợng các hạt là m
Pb
= 205,9744u, m
Po
= 209,9828u, m

= 4,0026u. Giả sử hạt nhân mẹ ban đầu đứng yên và sự phân r không phát ra tia ã thì động năng của hạt nhân con là
A. 0,1MeV; B. 0,1MeV; C. 0,1MeV; D. 0,2MeV
7. Chất phóng xạ

, biết số Avôgađrô N
A
= 6,02.10
23
. Năng lợng toả ra khi tổng hợp đợc
1g khí hêli là bao nhiêu?
A. E = 423,808.10
3
J. B. E = 503,272.10
3
J. C. E = 423,808.10
9
J. D. E = 503,272.10
9
J.
9. Cho phản ứng hạt nhân
nArpCl
37
18
37
17
++
, khối lợng của các hạt nhân là m(Ar) = 36,956889u, m(Cl) = 36,956563u, m(n) =
1,008670u, m(p) = 1,007276u, 1u = 931MeV/c
2
. Năng lợng mà phản ứng này toả ra hoặc thu vào là bao nhiêu?
A. Toả ra 1,60132MeV. B. Thu vào 1,60132MeV. C. Toả ra 2,562112.10
-19
J. D. Thu vào 2,562112.10
-19

n
= 1,008670u, 1u = 931Mev/c
2
. Năng lợng mà phản ứng này toả ra hoặc thu vào là bao nhiêu?
A. Toả ra 4,275152MeV. B. Thu vào 2,67197MeV. C. Toả ra 4,275152.10
-13
J. D. Thu vào 2,67197.10
-13
J.
12. Hạt có động năng K

= 3,1MeV đập vào hạt nhân nhôm gây ra phản ứng
nPAl
30
15
27
13
++
, khối lợng của các hạt nhân là
m

= 4,0015u, m
Al
= 26,97435u, m
P
= 29,97005u, m
n
= 1,008670u, 1u = 931Mev/c
2
. Giả sử hai hạt sinh ra có cùng vận tốc. Động

.
15. Chọn phơng án Đúng. Gọi k là hệ số nhận nơtron, thì điều kiện cần và đủ để phản ứng dây chuyền xảy ra là:
A. k < 1. B. k = 1. C. k > 1; D. k > 1.
16. Phát biểu nào sau đây là
Sai
khi nói về phản ứng phân hạch?
A. Urani phân hạch có thể tạo ra 3 nơtron. B. Urani phân hạch khi hấp thụ nơtron chuyển động nhanh.
C. Urani phân hạch toả ra năng lợng rất lớn. D. Urani phân hạch vỡ ra thành hai hạt nhân có số khối từ 80 đến 160.
17. Chọn câu
Sai
. Phản ứng dây chuyền
A. xảy ra khi số nơtron trung bình nhận đợc sau mỗi phân hạch lớn hơn 1. B. Luôn kiểm soát đợc.
C. Là phản ứng phân hạch liên tiếp xảy ra. D. Xảy ra khi số nơtron trung bình nhận đợc sau mối phân hạch bằng 1.
18. Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani U235 năng lợng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 200MeV. Khi 1kg U235
phân hạch hoàn toàn thì toả ra năng lợng là:
A. 8,21.10
13
J; B. 4,11.10
13
J; C. 5,25.10
13
J; D. 6,23.10
21
J.
19. Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani U235 năng lợng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 200MeV. Một nhà máy điện
nguyên tử dùng nguyên liệu u rani, có công suất 500.000kW, hiệu suất là 20%. Lợng tiêu thụ hàng năm nhiên liệu urani là:
A. 961kg; B. 1121kg; C. 1352,5kg; D. 1421kg.
20. Chọn câu
sai
.

HeHTH
4
2
1
1
3
2
2
1
++
. Biết m
H
= 1,0073u; m
D
= 2,0136u; m
T
= 3,0149u; m
He4
= 4,0015u, 1u =
931,5MeV/c
2
. Năng lợng toả ra trong phản ứng là:
A. 18,35MeV; B. 17,6MeV; C. 17,25MeV; D. 15,5MeV.
24. Phản ứng hạt nhân:
HeHeHLi
4
2
4
2
2

= 1,0073u; m
He3
= 3,0096u, m
He4
= 4,0015u, 1u =
931,5MeV/c
2
. Năng lợng toả ra trong phản ứng là:
A. 9,04MeV; B. 12,25MeV; C. 15,25MeV; D. 21,2MeV.
26. Trong phản ứng tổng hợp hêli:
HeHeHLi
4
2
4
2
1
1
7
3
++
Biết m
Li
= 7,0144u; m
H
= 1,0073u; m
He4
= 4,0015u, 1u = 931,5MeV/c
2
.
Nhiệt dung riêng của nớc là c = 4,19kJ/kg.k

3
đứng yên, sinh ra hai hạt có cùng độ lớn vận tốc và
không sinh ra tia và nhiệt năng. Cho biết: m
P
= 1,0073u; m

= 4,0015u; m
Li
= 7,0144u; 1u = 931MeV/c
2
= 1,66.10
27
kg. Phản ứng
này thu hay toả bao nhiêu năng lợng?
A. Toả ra 17,4097MeV. B. Thu vào 17,4097MeV. C. Toả ra 2,7855.10
-19
J. D. Thu vào 2,7855.10
-19
J.
29. Cho hạt prôtôn có động năng K
P
= 1,8MeV bắn vào hạt nhân
Li
7
3
đứng yên, sinh ra hai hạt có cùng độ lớn vận tốc và
không sinh ra tia và nhiệt năng. Cho biết: m
P
= 1,0073u; m


= 7,0144u; 1u = 931MeV/c
2
= 1,66.10
27
kg. Độ lớn
vận tốc của các hạt mới sinh ra là:
A. v

= 2,18734615m/s. B. v

= 15207118,6m/s. C. v

= 21506212,4m/s. D. v

= 30414377,3m/s.
Bài 1. Bắn hạt anpha có động năng

E
= 4MeV vào hạt nhân
Al
27
13
đứng yên. Sau phản ứng có xuất
hiện hạt nhân P30.
a/ Viết phơng trình phản ứng hạt nhân ?
b/ Phản ứng trên thu hay toả năng lợng ? tính năng lợng đó ?
c/ Biết hạt nhân sinh ra cùng với phốtpho sau phản ứng chuyển động theo phơng vuông góc với phơng hạt anpha H y tính động năng của nó và động năngã
của phốtpho ? Cho biết khối lợng của các hạt nhân :

m

nPAlHe
1
0
30
15
27
13
4
2
++
b/ M = M
0
M = (

m
+ m
Al
) (m
P
+ m
n
) = 0,0029u < 0 =>
Phản ứng thu năng lợng . E = Mc
2
= 0,0029.931 = 2,7 MeV .
c/ áp dụng định luật bảo toàn động lợng và định luật bảo toàn năng lợng toàn phần :

Pn
ppp
+=

p
lần lợt là các véc tơ động lợng của các hạt ; n ; P . Vì hạt nhân
nhôm đứng yên nên P
Al
= 0 và E
Al
= 0 ;

E
; E
n
; E
P
lần lợt là động năng của các hạt anpha , của
nơtron và của phốtpho (ở đây có sự bảo toàn năng lợng toàn phần bao gồm cả năng lợng nghỉ và động năng của các hạt)
Theo đề bài ta có :

v
vuông góc với
v
nghĩa là
n
p
vuông góc với

p
(Hình vẽ) nên ta có :
2
p


m
m
E.
m
m
+


(4) .
Thay (4) vào (2) chú ý E = [(

m
+ m
Al
) (m
P
+ m
n
)]c
2
= Mc
2
ta đợc :
E + (1 +
P
m
m

)


Do đó góc giữa phơng chuyển động của n và hạt nhân P là : 90
0
+ 30
0
= 120
0
.
Bài 2. Nhà máy điện nguyên tử dùng U235 có công suất 600MW hoạt động liên tục trong 1 năm . Cho biết 1 hạt nhân bị phân hạch toả ra năng lợng trung bình
là 200MeV , hiệu suất nhà máy là 20% .
a/ Tính lợng nhiên liệu cần cung cấp cho nhà máy trong 1 năm ?
b/ Tính lợng dầu cần cung cấp cho nhà máy công suất nh trên và có hiệu suất là 75% . Biết năng suất toả nhiệt của dầu là 3.10
7
J/kg . So sánh lợng dầu đó
với urani ?
Giải :
a/ Vì H = 20% nên công suất urani cần cung cấp cho nhà máy là : P
n
= 100.P/20 = 5P
Năng lợng do nhiên liệu cung cấp cho nhà máy trong 1 năm là :
W = P
n
.t = 365.6.10
8
.24.3600 = 9,64.10
15
J
Số hạt nhân phân d đã ợc năng lợng đó là : N = W/200.1,3.10
13
= 2,96.10
26

5
lần .
P
P

v
n
P

P
Al