Luy ện thi ĐH – CĐ năm 2010 Chun đề: Vật lý hạt nhân
VẬT LÝ HẠT NHÂN
I. Lý thuyết cần nhớ.
CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ:
* Hạt nhân có kích thước rất nhỏ (khoảng 10
-4
m đến 10
-15
m) được cấu tạo từ các hạt nhỏ hơn gọi là nuclon.
* Có 2 loại nuclon:
- Proton: ký hiệu p mang điện tích nguyên tố +e; Nơtron: ký hiệu n, không mang điện tích.
* Nếu một nguyên tố có số thứ tự Z trong bảng tuần hoàn Mendeleev (Z gọi là nguyên tử số) thì nguyên tử
của nó sẽ có Z electron ở vỏ ngoài hạt nhân của nguyên tử ấy chứa Z proton và N nơtron.
* Vỏ electron có điện tích –Ze ; Hạt nhân có điện tích +Ze
Nguyên tử ở điều kiện bình thường là trung hòa về điện
* Số nuclon trong một hạt nhân là: A = Z + N .A: gọi là khối lượng số hoặc số khối lượng nguyên tử
* Ví dụ:
- Nguyên tử Hydro: có Z = 1, có 1e- ở vỏ ngoài hạt nhân có 1 proton và không có nơtron, số khối A=1
- Nguyên tử Carbon có Z = 6, có 6e- ở vỏ ngoài, hạt nhân có 6 proton và nơtron, số khối A=Z+N=12
- Nguyên tử natri có Z = 11, có 11e- ở vỏ ngoài, hạt nhân có chứa 11 proton và 12 nơtron. Số khối:
A = Z + N = 11 + 12 = 23
LỰC HẠT NHÂN:
* Mặc dù hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các hạt mang điện cùng dấu hoặc không mang điện nhưng lại
khá bền vững.
* Do đó lực liên kết giữa chúng có bản chất khác với lực điện(là lực hút rất mạnh) . Lực liên kết này gọi là
lực hạt nhân. Bán kính tác dụng của lực hạt nhân. bằng hoặc nhỏ hơn kích thước của hạt nhân .
ĐỒNG VỊ:
* Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số proton Z nhưng có số nơtron N khác nhau gọi là đồng vò
Ví dụ: - Hydro có 3 đồng vò:
1 2 3
1 1 1

* Các hạt được phóng xạ với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng
* Có khả năng ion hóa chất khí yếu hơn tia α
* Có khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia α, có thể đi được hàng trăm mét trong không khí
c. Tia gamma: γ Bản chất là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn
* Không bò lệch trong điện trường và từ trường .Đây là chùm photon có năng lượng cao, có khả năng đâm
xuyên lớn có thể đi qua một lớp chì dày hàng domestic và nguy hiểm cho người
ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ
* Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi một thời gian T gọi là chu kỳ bán rã. Cứ sau mỗi chu kì thì 1/2 số
nguyên tử của chất ấy đã biến đổi thành chất khác.
* Gọi N0, m0: là số nguyên tử và khối lượng ban đầu của khối lượng phóng xạ.
Gọi N, m: là số nguyên tử và khối lượng ở thời điểm t.
GV: Phạm Đức Thọ ĐT: (058)2460884 – 01644459509 - 1 -
Luy ện thi ĐH – CĐ năm 2010 Chun đề: Vật lý hạt nhân
Ta có: N = N
O
.
.
2
t
t
T
e
λ
−
−
=
hoặc m = m
o
.
.

e H
λ
−
−
=
với H0 = λN0 là độ phóng xạ ban đầu
ĐỊNH NGHĨA PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
* Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa hai hạt nhân dẫn đến sự biến đổi của chúng thành các hạt khác theo sơ
đồ: A + B → C + D
Trong đó: A và B là hai hạt nhân tương tác với nhau. C và D là hai hạt nhân mới được tạo thành
Lưu ý: Sự phóng xạ là trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân đó là quá trình biến đổi hạt nhân nguyên tử
này thành hạt nhân nguyên tử khác.
CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
Xét phản ứng hạt nhân
31 2 4
1 2 3 4
AA A A
Z Z Z Z
A B C D+ → +
a. Đònh luật bảo toàn số Nuclon (số khối A):
Tổng số nuclon của các hạt nhân trước phản ứng và sau phản ứng bao giờ cũng bằng nhau:
A1 + A2 = A3 + A4
b. Đònh luật bảo toàn điện tích nguyên tử số Z)
Tổng điện tích của các hạt trước và sau phản ứng bao giờ cũng bằng nhau: Z1 + Z2 = Z3 + Z4
c. Đònh luật bảo toàn năng lượng và bảo toàn động lượng:
* Hai đònh luật này vẫn đúng cho hệ các hạt tham gia và phản ứng hạt nhân. Trong phản ứng hạt nhân, năng
lượng và động lượng được bảo toàn
* Lưu ý : Không có đònh luật bảo toàn khối lượng của hệ
CÁC QUY TẮC DỊCH CHUYỂN CỦA PHÓNG XẠ
Áp dụng các đònh luật bảo toàn số nuclon và bảo toàn điện tích và quá trình phóng xạ ta thu được các quy tắc

P. C.
23
11
Na. D.
20
10
Ne.
2. Chất phóng xạ iôt
131
53
I có chu kì bán rã 8 ngày. Lúc đầu có 200g chất này. Sau 24 ngày, số gam iốt phóng
xạ đã bò biến thành chất khác là A. 50g. B. 175g. C. 25g. D. 150g.
3. Các nguyên tử được gọi là đồng vò khi hạt nhân của chúng có
A. cùng số prôtôn. B. cùng số nơtron. C. cùng khối lượng. D. cùng số nuclôn.
4. Hạt nhân
14
6
C phóng xạ β
-
. Hạt nhân con sinh ra có
GV: Phạm Đức Thọ ĐT: (058)2460884 – 01644459509 - 2 -
Luy ện thi ĐH – CĐ năm 2010 Chun đề: Vật lý hạt nhân
A. 5 prôtôn và 6 nơtron. B. 6 prôtôn và 7 nơtron. C. 7 prôtôn và 7 nơtron. D. 7 prôtôn và 6 nơtron.
5. Sau thời gian t, độ phóng xạ của một chất phóng xạ β
-
giảm 128 lần. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là
A. 128t. B.
128
t
. C.

5
B. D.
14
6
C.
8. Nếu do phóng xạ, hạt nhân nguyên tử
A
Z
X biến đổi thành hạt nhân nguyên tử
A
Z 1
−
Y thì hạt nhân
A
Z
X
đã phóng ra tia A. α. B. β
-
. C. β
+
. D. γ.
9. Có thể tăng hằng số phóng xạ λ của đồng vò phóng xạ bằng cách nào?
A. Đặt nguồn phóng xạ đó vào trong từ trường mạnh.B. Đặt nguồn phóng xạ đó vào trong điện trường mạnh.
C. Đốt nóng nguồn phóng xạ đó. D. Hiện nay chưa có cách nào để thay đổi hằng số phóng xạ.
10. Chu kì bán rã của chất phóng xạ
90
38
Sr là 20 năm. Sau 80 năm có bao nhiêu phần trăm chất phóng xạ đó
phân rã thành chất khác? A. 6,25%. B. 12,5%. C. 87,5%. D. 93,75%.
11. Trong nguồn phóng xạ

C. sự phân rã của các hạt nhân urani bên trong Mặt Trời.
D. sự kết hợp các hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn.
15 Số prôtôn trong 16 gam
16
8
O là (N
A
= 6,02.10
23
nguyên tử/mol)
A. 6,023.10
23
. B. 48,184.10
23
. C. 8,42.10
23
. D. 0.75.10
23
.
16. Chọn câu đúng.
A. Có thể coi khối lượng hạt nhân gần bằng khối lượng nguyên tử.
B. Bán kính hạt nhân bằng bán kính nguyên tử. C. Điện tích nguyên tử bằng điện tích hạt nhân.
D. Có hai loại nuclôn là prôtôn và electron.
17. Tính chất nào sau đây không phải là tính chất chung của các tia α, β và γ ?
A. Có khả năng ion hoá chất khí. B. Bò lệch trong điện trường và từ trường.
C. Có tác dụng lên phim ảnh. D. Có mang năng lượng.
18. Tìm độ phóng xạ của 1 gam
226
83
Ra. Biết chu kì bán rã của nó là 16622 năm (coi 1 năm là 365 ngày).

21. Nơtrôn có động năng K
n
= 1,1MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên gây ra phản ứng :
n
1
0
+
Li
6
3
→ X
+
He
4
2
. Cho m
Li
= 6,0081u; m
n
= 1,0087u ; m
X
= 3,0016u ; m
He
= 4,0016u ; 1u = 931MeV/c
2
. Hãy cho biết
phản ứng đó toả hay thu bao nhiêu năng lượng. A. toả 8,23MeV. B. thu 11,56MeV. C. thu 2,8MeV. D. toả
6,8MeV.
22. Tìm năng lượng toả ra khi một hạt nhân urani U234 phóng xạ tia α tạo thành đồng vò thori Th230. Cho các
năng lượng liên kết riêng : Của hạt α là 7,10MeV ; của U234 là 7,63MeV ; của Th230 là 7,70MeV.

Po cã ®é phãng x¹ 2 Ci. BiÕt chu kú b¸n r· lµ 138 ngµy:
A. 276 mg B. 383 mg C. 0,442 mg D. 0,115 mg
27. §ång vÞ phãng x¹
66
29
Cu cã chu kú b¸n r· 4,3 phót. Sau kho¶ng thêi gian t = 12,9 phót, ®é phãng x¹ cđa ®ång
vÞ nµy gi¶m xng bao nhiªu : A. 85 % B. 87,5 % C. 82, 5 % D. 80 %
28. H¹t nh©n cµng bỊn v÷ng th×
A. N¨ng lỵng liªn kÕt riªng cµng lín. B. Khèi lỵng cµng lín.
C. N¨ng lỵng liªn kÕt cµng lín. D. §é hơt khèi cµng lín.
29. Ph¶n øng h¹t nh©n nh©n t¹o kh«ng cã c¸c ®Ỉc ®iĨm nµo sau ®©y:
A. to¶ n¨ng lỵng. B. t¹o ra chÊt phãng x¹.
C. thu n¨ng lỵng. D. n¨ng lỵng nghÜ ®ỵc b¶o toµn.
30. C¸c h¹t nh©n nỈng (urani, plut«ni..) vµ h¹t nh©n nhĐ (hi®r«, hªli...) cã cïng tÝnh chÊt nµo sau ®©y
A. cã n¨ng lỵng liªn kÕt lín. B. dƠ tham gia ph¶n øng h¹t nh©n.
C. tham gia ph¶n øng nhiƯt h¹ch. D. g©y ph¶n øng d©y chun.
31. X¸c ®Þnh chu k× b¸n r· cđa ®ång vÞ ièt
131
53
I biÕt r»ng sè nguyªn tư cđa ®ång vÞ Êy cø mét ngµy ®ªm th× gi¶m
®i 8,3%. A. 4 ngµy B. 3 ngµy. C. 8 ngµy. D. 10 ngµy
32. Chän ph¬ng ¸n sai.
A. MỈc dï h¹t nh©n nguyªn tư ®ỵc cÊu t¹o tõ c¸c h¹t mang ®iƯn cïng dÊu hc kh«ng mang ®iƯn, nhng h¹t nh©n
l¹i kh¸ bỊn v÷ng.
B. Lùc h¹t nh©n liªn kÕt c¸c nucl«n cã cêng ®é rÊt lín so víi cêng ®é lùc t¬ng tÜnh ®iƯn gi÷a c¸c proton mang ®iƯn
d¬ng.
C. Lùc h¹t nh©n lµ lo¹i lùc cïng b¶n chÊt víi lùc ®iƯn tõ.
D. Lùc h¹t nh©n chØ m¹nh khi kho¶ng c¸ch gi÷a hai nucl«n b»ng hc nhá h¬n kÝch thíc cđa h¹t nh©n.
33. Từ hạt nhân
236

1
H +
7
3
Li → 2
4
2
He toả năng lượng 17,3MeV. Xác đònh năng lượng toả ra khi có 1
gam hêli được tạo ra nhờ các phản ứng này. Cho N
A
= 6,023.10
23
mol
-1
.
A. 13,02.10
26
MeV. B. 13,02.10
23
MeV.
C. 13,02.10
20
MeV. D. 13,02.10
19
MeV.
37. Một chất phóng xạ có hằng số phóng xạ λ. Sau khoảng thời gian bằng
λ
1
tỉ lệ số hạt nhân của chất phóng
xạ bò phân rã so với số hạt nhân chất phóng xạ ban đầu xấp xó bằng

26
MeV. D. 5,13.10
-23
MeV.
41. Một lượng phóng xạ 222Rn có klu ban đầu là 1mg. Sau 15,2 ngày thì khối lượng của nó còn lại là 6,25%.
Số Avôgrô N
A
= 6,023.10
23
mol
-1
. Độ phóng xạ của chất phóng xạ tại thời điểm này là
A. H = 3,58.10
11
Bq. B. H = 0,97Ci. C. H = 3,58.10
10
Bq. D. H = 35,8Ci.
42. Một nguồn ban đầu chứa
0
N
hạt nhân ngun tử phóng xạ. Có bao nhiêu hạt nhân này chưa bị phân rã sau thời
gian bằng 4 chu kỳ bán rã ? A.
0
1
8
N
B.
0
1
16

0
4
N
D.
0
8
N
44. Trong phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng của hai hạt nhân
1
X
và
2
X
tạo thành hạt nhân Y và một nơtron bay
ra:
1 2
1 2
1 2
A A
A
Z Z Z
X X Y n+ → +
, nếu năng lượng liên kết của các hạt nhân
1
X
,
2
X
và Y lần lượt là
,a b

C.
3 ; 8x y= =
D.
6 ; 4x y= =
47. Năng lượng liên kết của hạt
α
là
28,4MeV
và của hạt nhân
23
11
Na
là
191,0MeV
. Hạt nhân
23
11
Na

bền vững hơn hạt
α
vì
A. năng lượng liên kết của hạt nhân
23
11
Na
lớn hơn của hạt
α
B. số khối lượng của hạt nhân
23

m u∆ =
. Phản ứng này thu hay tỏa bao nhiêu năng lượng ?
Cho
2
1 931 /u MeV c=
A. Tỏa năng lượng là
4,24MeV
B. Tỏa năng lượng là
3,26MeV
C. Thu năng lượng là
4,24MeV
D. Thu năng lượng là
3,269MeV
49. Phát biểu nào sau đây đúng ? Trong phản ứng hạt nhân thì:
A. số nơtrơn được bảo tồn B. số prơtơn được bảo tồn
C. số nuclơn được bảo tồn D. khối lượng được bảo tồn
GV: Phạm Đức Thọ ĐT: (058)2460884 – 01644459509 - 5 -