Giáo án môn Vật lý 12 - Chuyên đề: Hạt nhân nguyên tử

I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

1.1. Cấu tạo hạt nhân. Nuclôn

+ Hạt nhân được cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn gọi là các nuclôn. Có hai loại nuclôn: prôton, kí hiệu p, khối lượng mp = 1,67262.10-27kg, mang một điện tích nguyên tố dương +e, và nơtron kí hiệu n, khối lượng mn = 1,67493.10-27kg, không mang điện. Prôtôn chính là hạt nhân nguyên tử hiđrô.

+ Số prôtôn trong hạt nhân bằng số thứ tự Z của nguyên tử trong bảng tuần hoàn; Z được gọi là nguyên tử số. Tổng số các nuclôn trong hạt nhân gọi là số khối, kí hiệu A. Như vậy số nơtron trong hạt nhân là: N = A – Z.

+ Kí hiệu hạt nhân: . Nhiều khi, để cho gọn, ta chỉ cần ghi số khối, vì kí hiệu hóa học đã xác định Z rồi.

+ Kích thước hạt nhân: nếu coi hạt nhân như một quả cầu bán kính R thì R phụ thuộc vào số khối theo công thức gần đúng: R = 1,2.10-15A m.

 

doc 35 trang Người đăng trung218 Ngày đăng 12/04/2017 Lượt xem 159Lượt tải 0 Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo án môn Vật lý 12 - Chuyên đề: Hạt nhân nguyên tử", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ với khối lượng.
Câu 17. Phát biểu nào sau đây là sai về phản ứng hạt nhân ?
	A. Độ hụt khối càng lớn thì năng lượng tỏa ra càng lớn.
	B. Các hạt sinh ra bền vững hơn các hạt ban đầu thì phản ứng tỏa năng lượng
	C. Các hạt sinh ra kém bền vững hơn các hạt ban đầu thì phản ứng có thể tự xảy ra.
	D. Điện tích, số khối, năng lượng và động lượng đều được bảo toàn.
Câu 18. Cho phản ứng hạt nhân sau . Độ hụt khối của các hạt nhân tương ứng là ΔmA, ΔmB, ΔmC, ΔmD Gọi c là tốc độ ánh sáng trong chân không, năng lượng của phản ứng ΔE được tính bởi công thức
	A. ΔE = (ΔmA + ΔmB – ΔmC – ΔmD)c2 
 B. ΔE = (ΔmA + ΔmB + ΔmC + ΔmD)c2
	C. ΔE = (ΔmC + ΔmD – ΔmA – ΔmB)c2	
 D. ΔE = (ΔmA – ΔmB + ΔmC – ΔmD)c2
Câu 19. Cho phản ứng hạt nhân sau . Năng lượng liên kết của các hạt nhân tương ứng là ΔEA, ΔEB, ΔEC, ΔED. Năng lượng của phản ứng ΔE được tính bởi công thức
	A. ΔE = ΔEA + ΔEB – ΔEC – ΔED	
 B. ΔE = ΔEA + ΔEB + ΔEC + ΔED
	C. ΔE = ΔEC + ΔEB – ΔEA – ΔED	
 D. ΔE = ΔEC + ΔED – ΔEA – ΔEB
Câu 20. Cho phản ứng hạt nhân sau . Năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân tương ứng là εA, εB, εC, εD. Năng lượng của phản ứng ΔE được tính bởi công thức
	A. ΔE = A1εA + A2εB – A3εC – A2εB	
 B. ΔE = A3εC + A4εD – A2εB – A1εA
	C. ΔE = A1εA + A3εC – A2εB – A4εD	
 D. ΔE = A2εB + A4εD – A1εA – A3εC
Câu 21. Hạt nhân mẹ A có khối lượng mA đang đứng yên, phân rã thành hạt nhân con B và hạt α có khối lượng mB và mα bỏ qua tia γ. So sánh tỉ số động năng và tỉ số khối lượng của các hạt sau phản ứng ta được hệ thức
	A. 	B. .	
 C. .	D. .
Câu 22. Hạt nhân mẹ A có khối lượng mA đang đứng yên, phân rã thành hạt nhân con B và hạt α có khối lượng mB và mα , có vận tốc là vB và vα . Mối liên hệ giữa tỉ số động năng, tỉ số khối lượng và tỉ số độ lớn vận tốc của hai hạt sau phản ứng xác địng bởi hệ thức nào sau đây ?
	A. .	B. 	
	C. .	D. .
Câu 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Đ. án 
C
D
A
B
B
C
C
D
D
C
D
D
A
Câu 
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Đ. án 
D
C
C
C
C
D
B
C
A
PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH, NHIỆT HẠCH
Câu 1. Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về phản ứng phân hạch?
	A. Phản ứng phân hạch là phản ứng trong đó hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn.
	B. Phản ứng phân hạch kích thích là phản ứng trong đó hạt nhân nặng hấp thụ một nơtron rồi chuyển sang trạng thái kích thích, sau đó vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn và kèm một vài nơtron.
	C. Phản ứng phân hạch xảy ra khi hạt nhân nặng được truyền một năng lượng kích hoạt cỡ vài MeV
	D. Giống như phóng xạ, các sản phẩm sau phân hạch là hoàn toàn xác định.
Câu 2. Gọi k là số nơtron trung bình còn lại sau mỗi phân hạch, thì điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy ra là
	A. k 1.	D. k ≥ 1.
Câu 3. Hãy chọn câu sai. Những điều kiện cần phải có để tạo nên phản ứng hạt nhân dây chuyền là gì ?
	A. Sau mỗi lần phân hạch, số nơtron trung bình được giải phóng phải lớn hơn hoặc bằng 1 .
	B. Lượng nhiên liệu (urani, plutôni) phải đủ lớn (lớn hơn hoặc bằng khối lượng tới hạn) để tạo nên phản ứng dây chuyền.
	C. Phải có nguồn tạo ra nơtron.
	D. Nhiệt độ phải được đưa lên cao.
Câu 4. Chọn câu sai khi nói về phản ứng phân hạch ?
	A. Phản ứng phân hạch là phản ứng toả năng lượng.
	B. Phản ứng phân hạch là hiện tượng một hạt nhân nặng hấp thụ một notron chậm rồi vỡ thành hai hạt nhân trung bình
	C. Phản ứng phân hạch con người chưa thể kiểm soát được.
	D. Phản ứng phân hạch con người có thể kiểm soát được.
Câu 5. Hạt nhân hấp thụ một hạt notron sinh ra x hạt α, y hạt β– và một hạt và 4 hạt notron. Hỏi x, y có giá trị nào?
	A. x = 6 , y = 1. 	B. x = 7, y = 2. 
 C. x = 6, y = 2. 	D. x = 2, y = 6.
Câu 6. Chọn câu sai. Phản ứng phân hạch dây chuyền
	A. là phản ứng phân hạch xảy ra liên tiếp do các hạt nhân nặng hấp thụ các nơtron sinh ra từ các phân hạch trước đó.
	B. luôn kiểm soát được.
	C. xảy ra khi số nơtron trung bình nhận được sau mỗi phân hạch lớn hơn 1.
	D. xảy ra khi số nơtron trung bình nhận được sau mỗi phân hạch bằng 1.
Câu 7. Trong phản ứng phân hạch hạt nhân, những phần tử nào sau đây có đóng góp năng lượng lớn nhất khi xảy ra phản ứng ?
	A. Động năng của các nơtron. 	B. Động năng của các proton.
	C. Động năng của các hạt. 	D. Động năng của các electron.
Câu 8. Sự phân hạch của hạt nhân urani khi hấp thụ một nơtron chậm xảy ra theo nhiều cách. Một trong các cách đó được cho bởi phương trình . Số nơtron được tạo ra trong phản ứng này là
	A. k = 3. 	B. k = 6. 	C. k = 4. 	D. k = 2
Câu 9. 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 lượng rất lớn.
	D. Urani phân hạch vỡ ra thành hai hạt nhân có số khối từ 80 đến 160.
Câu 10. Sự phân hạch là sự vỡ một hạt nhân nặng
	A. một cách tự phát thành nhiều hạt nhân nhẹ hơn.
	B. thành hai hạt nhân nhẹ hơn do hấp thụ một nơtron.
	C. thành hai hạt nhân nhẹ hơn và vài nơtron, sau khi hấp thụ một nơtron chậm.
	D. thành hai hạt nhân nhẹ hơn một cách tự phát.
Câu 11. Phản ứng nhiệt hạch là sự
	A. phân chia một hạt nhân nhẹ thành hai hạt nhân nhẹ hơn kèm theo sự toả nhiệt.
	B. kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình htành một hạt nhân rất nặng ở nhiệt độ rất cao .
	C. phân chia một hạt nhân rất nặng thành các hạt nhân nhẹ hơn .
	D. kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn trong điều kiện nhiệt độ rất cao.
Câu 12. Tìm kết luận sai khi nói về phản ứng nhiêt hạch. Phản ứng nhiệt hạch
	A. tỏa ra năng lượng lớn.	
 B. tạo ra chất thải thân thiện với môi trường.
	C. xảy ra khi có khối lượng vượt khối lượng tới hạn.	
 D. xảy ra ở nhiệt độ cao (từ chục đến trăm triệu độ).
Câu 13. Chọn câu sai khi nói về phản ứng nhiệt hạch.
	A. Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng toả năng lượng.
	B. Phản ứng nhiệt hạch chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao
	C. Phản ứng nhiệt hạch xảy ra ở nhiệt độ cao nên gọi là phản ứng thu năng lượng
	D. Phản ứng nhiệt hạch con người chưa thể kiểm soát được.
Câu 14. Điều kiện để phản ứng nhiệt hạch xảy ra là
	A. các hạt nhân nhẹ ban đầu phải ở trong điều kiện nhiệt độ rất cao.
	B. số n trung bình sinh ra phải lớn hơn 1.
	C. ban đầu phải có 1 nơtron chậm.
	D. phải thực hiện phản ứng trong lòng mặt trời hoặc trong lòng các ngôi sao.
Câu 15. Chọn câu sai khi nói về phản ứng phân hạch, nhiệt hạch ?
	A. Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn.
	B. Phản ứng chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao (hàng trăm triệu độ) nên gọi là phản ứng nhiệt hạch.
	C. Xét năng lượng toả ra trên một đơn vị khối lượng thì phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng lớn hơn nhiều phản ứng phân hạch.
	D. Một phản ứng nhiệt hạch tỏa năng lượng nhiều hơn một phản ứng phân hạch.
Câu 16. Chọn câu sai.
	A. Nguồn gốc năng lượng mặt trời và các vì sao là do chuỗi liên tiếp các phản ứng nhiệt hạch xảy ra.
	B. Trên trái đất con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch: trong quả bom gọi là bom H; trong các nhà máy điện nguyên tử
	C. Nguồn nhiên liệu để thực hiện phản ứng nhiệt hạch rất dễ kiếm, vì đó là đơteri và triti có sẵn trong nước biển..
	D. Phản ứng nhiệt hạch có ưu điểm lớn là bảo vệ môi trường tốt vì chất thải sạch, không gây ô nhiễm môi trường.
Câu 17. Phản ứng nhiệt hạch và phản ứng phân hạch là hai phản ứng hạt nhân trái ngược nhau vì
	A. một phản ứng toả, một phản ứng thu năng lượng.
	B. một phản ứng xảy ra ở nhiệt độ thấp, phản ứng kia xảy ra ở nhiệt độ cao.
	C. một phản ứng là tổng hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn, phản ứng kia là sự vỡ một hạt nhân nặng thành hai hạt nhân nhẹ hơn.
	D. một phản ứng diễn biến chậm, phản kia rất nhanh
Câu 18. Phản ứng nhiệt hạch là
	A. phản ứng hạt nhân thu năng lượng.
	B. phản ứng kết hợp hai hạt nhân có khối lượng trung bình thành một hạt nhân nặng.
	C. nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời.
	D. sự tách hạt nhân nặng thành các hạt nhân nhẹ nhờ nhiệt độ cao.
Câu 19. Phản ứng phân hạch U235 dùng trong lò phản ứng hạt nhân và cả trong bom nguyên tử. Tìm sự khác biệt căn bản giữa lò phản ứng và bom nguyên tử.
	A. Số nơtron được giải phóng trong mỗi phản ứng phân hạch ở bom nguyên tử nhiều hơn ở lò phản ứng
	B. Năng lượng trung bình được mỗi nguyên tử urani giải phóng ra ở bom nguyên tử nhiều hơn hơn ở lò phản ứng
	C. Trong lò phản ứng số nơtron có thể gây ra phản ứng phân hạch tiếp theo được khống chế
	D. Trong lò phản ứng số nơtron cần để gây phản ứng phân hạch tiếp theo thì nhỏ hơn ở bom nguyên tử.
Câu 20: Trong sự phân hạch của hạt nhân , gọi k là hệ số nhân nơtron. Phát biểu nào sau đây đúng?
A. Nếu k < 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền xảy ra và năng lượng tỏa ra tăng nhanh.
B. Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và có thể gây nên bùng nổ.
C. Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra.
D. Nếu k = 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra.
Câu 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Đ. án 
C
D
D
C
C
B
C
D
B
C
D
C
C
Câu 
14
15
16
17
18
19
20
Đ. án 
A
D
B
C
C
C
B
III. TRẮC NGHIỆM BÀI TẬP
Dạng 1: Xác định cấu tạo hạt nhân. Năng lượng liên kết hạt nhân
Hạt nhân, có A nuclon; Z prôtôn; N = (A – Z) nơtrôn.
Số hạt trong m gam chất đơn nguyên tử : N = 
Liên hệ giữa năng lượng và khối lượng: E = mc2.
Khối lượng động: m = .
Độ hụt khối của hạt nhân : .
Năng lượng liên kết : Wlk = Dm.c2.
Năng lượng liên kết riêng : e = .
Đơn vị khối lượng nguyên tử: 1u = 1,66055.10-27kg = 931,5MeV/c2.
Ví dụ 1: Xác định cấu tạo hạt nhân và 
A. : 92 proton, 146 nơtron; : : 12 proton, 11 nơtron
B. : 146 proton, 92 nơtron; : : 11 proton, 12 nơtron
C. : 92 proton, 146 nơtron; : : 11 proton, 12 nơtron
D. : 92 proton, 92 nơtron; : : 11 proton, 12 nơtron
HD: Chọn C
 có cấu tạo gồm Z = 92, A = 238 à N= A- Z = 146
 có cấu tạo gồm Z = 11, A = 23 à N= A- Z = 12
Ví dụ 2: Khối lượng của hạt nhân là 10,01134u, khối lượng của nơtron là mn = 1,0087u, khối lượng của prôtôn là mp = 1,0073u. Độ hụt khối của hạt nhân là
	A. 0,9110u.	B. 0,0811u.	C. 0,069u.	D. 0,0561u.
HD: Chọn C
Ví dụ 3: Hạt nhân đơteri có khối lượng mD = 2,0136u, khối lượng của nơtron là mN = 1,0087u, khối lượng của proton là mP = 1,0073u. Tính năng lượng liên kết của hạt nhân .Biết 1u= 931,5 MeV/c2.
A. 2,24 MeV	B. 1,12 MeV	C. 4,48 MeV	D. 3,06 MeV
HD: Chọn A
Wlk = (1.1,0073+ 1.1,0087 – 2,0136).931,5 2,24 MeV
Ví dụ 4: Hạt nhân có khối lượng 10,0135u. Khối lượng của nơtrôn (nơtron) mn = 1,0087u, khối lượng của prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 10 là 
 A. 0,6321 MeV. 	B. 63,2152 MeV. 	 C. 6,3215 MeV. 	 D. 632,1531 MeV. 
HD: Chọn C
 Năng lượng liên kết của là : Wlk = Δm.c2 = 0,0679.c2 = 63,215 MeV.
Suy ra năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là : MeV/nuclôn.
Ví dụ 5: Biết số Avôgađrô là 6,02.10 23 mol-1, khối lượng mol của hạt nhân urani là 238 gam / mol. Số nơtron trong 119 gam urani là :
 A. hạt 	 B. hạt 	C hạt 	D. hạt 
HD: Chọn D
Số hạt nhân có trong 119 gam urani là : N = 
Suy ra số hạt nơtron có trong N hạt nhân urani là : 
 (A-Z). N = ( 238 – 92 ).3,01.1023 = 4,4.1025 hạt 
Ví dụ 6: Cho biết mα = 4,0015u; u; , . Hãy sắp xếp các hạt nhân , , theo thứ tự tăng dần độ bền vững :
Câu trả lời đúng là:
 A. ,.	B. , , C. , . D. ,.
HD: Chọn C
Năng lượng liên kết riêng của từng hạt nhân là : 
 He : Wlk = (2.mp + 2.mn – m α )c2 = 28,289366 MeV Wlk riêng = 7,0723 MeV / nuclon.
 C : Wlk = (6.mp + 6.mn – mC )c2 = 89,057598 MeV Wlkriêng = 7,4215 MeV/ nuclon. 
 O : Wlk = (8.mp + 8.mn – mO )c2 = 119,674464 meV Wlk riêng = 7,4797 MeV/ nuclon. 
Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. Vậy chiều bền vững hạt nhân tăng dần là : He < C < O.	
Ví dụ 7: Cho số Avôgađrô là 6,02.10 23 mol-1. Số hạt nhân nguyên tử có trong 100 g Iốt I là :
A. 3,952.1023 hạt B. 4,595.1023 hạt C.4.952.1023 hạt D.5,925.1023 hạt 
HD: Chọn B
 Số hạt nhân nguyên tử có trong 100 g hạt nhân I là : N = hạt . 
BÀI TẬP LUYỆN TẬP
Câu 1: Khối lượng của hạt nhân là 9,0027u, khối lượng của nơtron là mn = 1,0086u, khối lượng của prôtôn là mp = 1,0072u. Độ hụt khối của hạt nhân là
	A. 0,9110u.	B. 0,0811u.	C. 0,0691u.	D. 0,0561u.
Câu 2: Cho hạt có khối lượng là 4,0015u. Cho mp = 1,0073u; mn = 1,0087u; 1uc2 = 931,5MeV. Cần phải cung cấp cho hạt năng lượng bằng bao nhiêu để tách hạt thành các hạt nuclôn riêng rẽ ?
	A. 28,4MeV.	B. 2,84MeV.	C. 28,4J.	D. 24,8MeV.
Câu 3: Khối lượng của hạt nhân Be10 là 10,0113u, khối lượng của nơtron là mn = 1,0086u, khối lượng của prôtôn là mp = 1,0072u và 1u = 931MeV/c2. Năng lượng liên kết của hạt nhân Be10 là
	A. 64,332MeV.	B. 6,4332MeV.	C. 0,64332MeV.	D. 6,4332KeV.
Câu 4: Cho hạt nhân có khối lượng 4,0015u. Biết mP = 1,0073u; mn = 1,0087u; 1u = 931MeV/c2. Năng lượng liên kết riêng của hạt bằng
	A. 7,5MeV.	B. 28,4MeV.	C. 7,1MeV.	D. 7,1eV.
Câu 5: Cho hạt nhân Urani () có khối lượng m(U) = 238,0004u. Biết mP = 1,0073u; mn = 1,0087u; 1u = 931MeV/c2, NA = 6,022.1023. Khi tổng hợp được một mol hạt nhân U238 thì năng lượng toả ra là
	A. 1,084.1027J.	B. 1,084.1027MeV.	C. 1800MeV.	D. 1,84.1022MeV.
Câu 6: Số prôtôn có trong 15,9949 gam là bao nhiêu ?
	A. 4,82.1024.	B. 6,023.1023.	C. 96,34.1023.	D. 14,45.1024.
Câu 7: Cho biết khối lượng một nguyên tử Rađi() là m(Ra) = 226,0254u; của hạt eleectron là me = 0,00055u. Bán kính hạt nhân được xác định bằng cồng thức r = r0. = 1,4.10-15(m). Khối lượng riêng của hạt nhân Rađi là
	A. 1,45.1015kg/m3.	B. 1,54.1017g/cm3.
	C. 1,45.1017kg/m3.	D. 1,45.1017g/cm3.
Câu 8: Số hạt nhân có trong 1 gam nguyên chất là
	A. 2,53.1021hạt.	B. 6,55.1021hạt.	C. 4,13.1021hạt.	D. 1,83.1021hạt.
Câu 9: Cho biết mp = 1,007276u; mn = 1,008665u; m() = 22,98977u; m() = 21,99444u; 1u = 931MeV/c2. Năng lượng cần thiết để bứt một nơtron ra khỏi hạt nhân của đồng vị bằng
	A. 12,42MeV.	B. 12,42KeV.	C. 124,2MeV.	D. 12,42eV.	
Câu 10: Cho hạt nhân nguyên tử Liti có khối lượng 7,0160u. Cho biết mP = 1,0073u; mn = 1,0087u; 1u = 931MeV/c2. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân liti bằng
	A. 541,3MeV.	B. 5,413KeV.	C. 5,341MeV.	D. 5,413MeV.
Câu 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Đ. án 
C
A
A
C
B
A
C
A
A
D
Dạng 2: Phóng xạ hạt nhân
2.1. Xác định lượng chất còn lại:
Công thức
Khối lượng còn lại của X sau thời gian t : m =. 
Số hạt nhân X còn lại sau thời gian t : N = . 
Công thức liên hệ : 
Chú ý: + t và T phải đưa về cùng đơn vị . 
 + m và m0 cùng đơn vị và không cần đổi đơn vị
Ví dụ 1: Chất Iốt phóng xạ I dùng trong y tế có chu kỳ bán rã 8 ngày đêm. Nếu nhận được 100g chất này thì sau 8 tuần lễ còn bao nhiêu?
A. 0,87g	B. 0,78g	C. 7,8g	D. 8,7g
HD: Chọn B
Ta có : t = 8 tuần = 56 ngày = 7.T 
 Suy ra sau thời gian t thì khối lượng chất phóng xạ I còn lại là : 
 = 0,78 gam .	 
Ví dụ 2: Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 3,8 ngày. Sau thời gian 11,4 ngày thì độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ) của lượng chất phóng xạ còn lại bằng bao nhiêu phần trăm so với độ phóng xạ của lượng chất phóng xạ ban đầu? 
 A. 25%. 	B. 75%. 	C. 12,5%. 	D. 87,5%. 
HD: Chọn C 
 Ta có : T = 3,8 ngày ; t = 11,4 = 3T ngày . 
 = 12,5% 	 
Ví dụ 3: Một chất phóng xạ ban đầu có N0 hạt nhân. Sau 1 năm, còn lại một phần ba số hạt nhân ban đầu chưa phân rã. Sau 1 năm nữa, số hạt nhân còn lại chưa phân rã của chất phóng xạ đó là 
A. N0 /6 	 B. N0 /16. C. N0 /9. 	 D. N0 /4. 
HD: Chọn C
 Ta có : t1 = 1năm thì số hạt nhân chưa phân rã (còn lại ) là : 
- Sau 1năm nữa tức là t2 = 2t1 năm thì số hạt nhân còn lại chưa phân rã là : 
 .	 Hoặc N2 = 
2.2. Xác định lượng chất đã bị phân rã :
 Cho khối lượng hạt nhân ban đầu ( hoặc số hạt nhân ban đầu N0 ) và T . Tìm khối lượng hạt nhân hoặc số hạt nhân đã bị phân rã trong thời gian t ?
 Khối lượng hạt nhân bị phân rã : Δm = 
Số hạt nhân bị phân rã là : ΔN = 
Ví dụ 1:Tính số hạt nhân bị phân rã sau 1s trong 1g Rađi Ra . Cho biết chu kỳ bán rã của Ra là 1580 năm. Số Avôgađrô là NA = 6,02.1023 mol-1.
 A). 3,55.1010 hạt. B). 3,40.1010 hạt. C). 3,75.1010 hạt. D).3,70.1010 hạt.
HD: Chọn D
Số hạt nhân nguyên tử có trong 1 gam 226Ra là : N0 = hạt .
Suy ra số hạt nhân nguyên tử Ra phân rã sau 1 s là :
 hạt .
Ví dụ 2: Đồng vị phóng xạ Côban Co phát ra tia và với chu kỳ bán rã T = 71,3 ngày. Trong 365 ngày, phần trăm chất Côban này bị phân rã bằng 
 A. 97,12% 	 B. 80,09%	 C. 31,17% 	D. 65,94% 
HD: Chọn A 
 % lượng chất 60Co bị phân rã sau 365 ngày :
 Δm = .
Hoặc Δm =97,12%	 
 Ví dụ 3: Một chất phóng xạ có chu kì bán ra T. Sau thời gian t = 3T kể từ thời điển ban đầu, tỉ số giữa số hạt nhân bị phân rã thành hạt nhân của nguyên tố khác với số hạt nhân của chất phóng xạ còn lại 
A. 7	B. 3	C. 1/3	D. 1/7 
HD: Chọn A
Thời gian phân rã t = 3T
Số hạt nhân còn lại : 
2.3. Xác định khối lượng của hạt nhân con :
- Cho phân rã : + tia phóng xạ . Biết m0 , T của hạt nhân mẹ.
 Ta có : 1 hạt nhân mẹ phân rã thì sẽ có 1 hạt nhân con tao thành. 
 Do đó : ΔNX (phóng xạ) = NY (tạo thành)
 Số mol chất bị phân rã bằng số mol chất tạo thành 
Khối lượng chất tạo thành là . Tổng quát : mcon = 
Lưu ý : trong phân rã b : khối lượng hạt nhân con hình thành bằng khối lượng hạt nhân mẹ bị phân rã
Ví dụ 1: Đồng vị Na là chất phóng xạ β- tạo thành hạt nhân magiê Mg. Ban đầu có 12gam Na và chu kì bán rã là 15 giờ. Sau 45 h thì khối lượng Mg tạo thành là :
 A. 10,5g 	B. 5,16 g 	C. 51,6g 	D. 0,516g 
HD: Chọn A
 Nhận xét : t = 3.T nên ta dùng hàm mũ 2 để giải cho nhanh bài toán :
- khối lượng Na bị phân rã sau 45 = 3T giờ : Δm = 
	Δm = 10,5 g .
Suy ra khối lượng của mg tạo thành : mcon = gam.
Ví dụ 2: Chất phóng xạ Poloni có chu kì bán rã T = 138 ngày phóng ra tia a và biến thành đồng vị chì ,ban đầu có 0,168g poloni . Hỏi sau 414 ngày đêm có bao nhiêu g chì được tạo thành
A. 0,144g	B. 0,147g	C. 2,121g	D. 0,516g
HD: Chọn A
 Khối lượng chì hình thành trong 414 ngày đêm:
mcon = = 
Ví dụ 3: Chất phóng xạ Poloni có chu kì bán rã T = 138 ngày phóng ra tia a và biến thành đồng vị chì ,ban đầu có 0,168g poloni . Hỏi sau 414 ngày đêm có bao nhiêu nguyên tử poloni bị phân rã?
A. 4,214.1020 nguyên tử	B. 4,214.1021 nguyên tử
C. 24,14.1020 nguyên tử	D. 4,241.1020 nguyên tử
HD : Chọn A
 t = 414 ngày = 3T; Số nguyên tử bị phân rã sau 3 chu ki:
 hay khối lượng chất bị phân rã Dm = = 0,147g
 nguyên tử
2.4. Xác định chu kì bán rã T và tuổi của các cổ vật
a) Cho m & m0 ( hoặc N & N0) hay H&H0 :
 - Biết sau thời gian t thì mẫu vật có tỉ lệ m/m0 ( hay N/N0 ) . Tìm chu kì bán rã T của mẫu vật ?
Nếu = = (với n є N * ) 
 Nếu tỉ số : = không đẹp thì: 	m Þ T=.
 Tương tự cho số nguyên tử và độ phóng xạ: N Þ T=. H Þ T=.
Ví dụ 1: Một lượng chất phóng xạ sau 12 năm thì còn lại 1/16 khối lượng ban đầu của nó. Chu kì bán rã của chất đó là
A. 3 năm	B. 4,5 năm	C. 9 năm	D. 48 năm
HD: Chọn A
 Ta có == Þ== 3 năm 
Ví dụ 2: :Sau thời gian t, độ phóng xạ của một chất phóng xạ b- giảm 128 lần. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là 
A. 128t.	B. .	C. .	D. t.
 HD: Chọn C
 Ta có = Û 
Ví dụ 3: Sau khoảng thời gian 1 ngày đêm 87,5% khối lượng ban đầu của một chất phóng xạ bị phân rã thành chất khác. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là
	A. 12 giờ.	B. 8 giờ.	C. 6 giờ.	D. 4 giờ.
HD: Chọn B
 Ta có : 
 Hay 
Ví dụ 4: Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã T. Cứ sau một khoảng thời gian bằng bao nhiêu thì số hạt nhân bị phân rã trong khoảng thời gian đó bằng ba lần số hạt nhân còn lại của đồng vị ấy? 
 	A. 2T.	 B. 3T. 	C. 0,5T. 	D. T. 
 HD: Chọn A
 Theo đề , ta có : t t = 2T.
Ví dụ 5: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 360 giờ. Sau bao lâu thì khối lượng của nó chỉ còn 1/32 khối lượng ban đầu :
A. 75 ngày 	B. 11,25 giờ	 C. 11,25 ngày 	D. 480 ngày
HD: Chọn A
Ta có Þ t = 1800 giờ = 75 ngày. 
Ví dụ 6: Độ phóng xạ của một tượng gỗ bằng 0,8 lần độ phóng xạ của mẫu gỗ cùng loại cùng khối lượng vừa mới chặt. Biết chu kì của 14C là 5600 năm. Tuổi của tượng gỗ đó là : 
 A. 1900 năm 	 B. 2016 năm 	C. 1802 năm 	D. 1890 năm
HD: Chọn C
Theo đề ta có : . 
 Þ t = 0,32T = 0,32.5600 = 1802 năm
2.5 .Dùng máy đo xung phóng xạ phát ra
- Một mẫu vật chất chứa phóng xạ. tại thời điểm t1 máy đo được H1 xung phóng xạ và sau đó 1 khoảng Δt tại t2 đo được H2 xung phóng xạ. Tìm chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ đó là ?
 Chọn thời điểm ban đầu tại t1. Khi đó : t0 ≡ t1 có H0 ≡ H1 và t ≡ t2 có H ≡ H2 .Suy ra được :
 Hoặc	
Ví dụ 1:Tại thời điểm t1,độ phóng của là H1 = 3,7.1010 Bq. Sau khoảng thời gian 276 ngày độ phóng xạ của mẫu chất trên là 9,25.109 Bq. Tim chu ki bán rã của poloni
A. 276 ngày	B. 69 ngày	C. 252 ngày	D. 138 ngày
HD: Chọn D
Đặt H1 = H0 và H2 = H Þ Dt = t =276 ngay
Ta có 
	ngày
Ví dụ 2: Magiê phóng xạ với chu kì bán rã là T, lúc t1 độ phóng xạ của một mẫu magie là 2,4.106Bq. Vào lúc t2 độ phóng xạ của mẫu magiê đó là 8.105Bq. Số hạt nhân bị phân rã từ thời điểm t1 đến thời điểm t2 là 13,85.108 hạt nhân. Tim chu kì bán rã T
A. T = 12 phút	B. T = 15 phút	C. T = 10 phút	D.T = 16 phút
HD: Chọn C
 H0 = H1 = lN0
 H2 = H = lN Þ H1 – H2 = H0 – H = l(N0 – N) 
 = 10 phút
Ví dụ 3: Để cho chu kì bán rã T của một chất phóng xạ, người ta dùng máy đếm xung. Trong t1 giờ đầu tiên máy đếm được n1 xung; trong t2 = 2t1 giờ tiếp theo máy đếm được n2 = n1 xung. Chu kì bán rã T có giá trị là bao nhiêu?
A. T = t1/2 	 B. T = t1/3 	C. T = t1/4 	 D. T = t1/6
HD: Chọn B Ta có n1 = DN1 = N0(1-)
 n2 = DN2 = N1(1- ) = N0(1- )
 = = (Với X = 
 do đó ta có phương trình: X2 + X == hay X2 + X –= 0. Phương btrình có các nghiệm X1 = 0,125 và X2 = - 1,125 <0 loại
 e-lt1 = 0,125 ---à -lt1 = ln 0,125 à - t1 = ln0,125 T = -t1= . 
Ví dụ 4: Chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 138,4 ngày. Người ta dùng máy để đếm số hạt phóng xạ mà chất này phóng ra. Lần thứ nhất đếm trong Dt = 1 phút (coi Dt <<T). Sau lần đếm thứ nhất 10 ngày người ta dùng máy đếm lần thứ 2. Để máy đếm được số hạt phóng xạ bằng số hạt máy đếm trong lần thứ nhất thì cần thời gian là
A. 68s 	B. 72s 	C. 63s 	D. 65s
HD: Chọn C
 Số hạt phóng xạ lần đầu:đếm được DN = N0(1-) » N0 lDt 
 ( áp dụng công thức gần đúng: Khi x << 1 thì 1-e-x » x, ở đây coi nên 1 - e-λDt = λDt)
Sau thời gian 10 ngày, t = 10T/138

Tài liệu đính kèm:

  • docBai_30_Hien_tuong_quang_dien_Thuyet_luong_tu_anh_sang.doc