Giáo án ôn thi tốt nghiệp – năm học 2007 - 2008 PHẦN V. VẬT LÝ HẠT NHÂN. A. LÝ THUYẾT 1. CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ * Cấu tạo hạt nhân nguyên tử Hạt nhân nguyên tử có kích thước rất nhỏ (đường kính cở 10 -14 m đến 10 -15 m), nhưng lại được cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn gọi là các nuclôn. Có hai loại nuclôn: prôtôn p ( 1 1 p) mang điện tích nguyên tố dương, nơtrôn n ( 1 o n) không mang điện. Kí hiệu hạt nhân là X A Z . Một nguyên tố có số thứ tự Z trong bảng hệ thống tuần hoàn thì hạt nhân của nó có Z prôtôn và N nơtrôn. Tổng số prôtôn và nơtrôn gọi là số khối A. Số khối: A = Z + N. * Lực hạt nhân Các nuclôn cấu tạo nên hạt nhân liên kết với nhau bởi các lực hút rất mạnh gọi là lực hạt nhân. Lực hạt nhân có bán kính tác dụng cở 10 -15 m. * Đồng vò Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn Z nhưng khác số nơtrôn N nên khác số khối A gọi là các đồng vò, chúng có cùng vò trí trong bảng hệ thống tuần hoàn. Hiđrô có 3 đồng vò: Hidrô 1 1 H ; đơteri 2 1 H ( 2 1 D) ; triti 3 1 H ( 3 1 T). * Khối lượng nguyên tử, khối lượng hạt nhân + Trong vật lý nguyên tử và hạt nhân người ta thường dùng đơn vò khối lượng gọi là đơn vò khối lượng nguyên tử, kí hiệu u. 1u = 12 1 khối lượng nguyên tử cacbon 12 6 C, do đó có thể gọi đơn vò này là đơn vò cacbon. + Một nguyên tử có số khối A thì có khối lượng xấp xỉ bằng A tính theo đơn vò khối lượng nguyên tử u. + N A = 6,022.10 23 là số nguyên tử hoặc phân tử trong 1 mol chất gọi là số Avôgrô. + Khối lượng của 1 mol (gồm 6,022.10 23 nguyên tử) chất đơn nguyên tử tính ra gam có trò số như trong bảng nguyên tử lượng của các nguyên tử. 2. SỰ PHÓNG XẠ * Sự phóng xạ Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử tự động phóng ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. Các tia phóng xạ không nhìn thấy được, nhưng có thể phát hiện được chúng do chúng có khả năng làm đen kính ảnh, làm iôn hóa chất khí, bò lệch trong điện trường, từ trường, * Đặc điểm của hiện tượng phóng xạ Hiện tượng phóng xạ do các nguyên nhân bên trong hạt nhân gây ra, hoàn toàn không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài. Không thể can thiệp để làm cho sự phóng xạ xảy ra nhanh hơn hoặc chậm hơn. * Bản chất, tính chất của các tia phóng xạ Có 3 loại tia phóng xạ + Tia anpha α: là chùm hạt nhân hêli 4 2 He, gọi là hạt α. Hạt α mang điện tích +2e. hạt α được phóng ra từ hạt nhân với vận tốc khoảng 10 7 m/s chỉ đi được tối đa 8 cm trong không khí, có khả năng làm iôn hóa chất khí, có khả năng đâm xuyên nhưng yếu. + Tia bêta β: gồm 2 loại - Loại phổ biến là các hạt bêta trừ, kí hiệu là β - ; đó là chùm các electron mang điện tích -e. - Một loại khác hiếm hơn là các hạt bêta cộng, kí hiệu là β + ; đó là chùm hạt có khối lượng như electron nhưng mang điện tích +e gọi là các pôzitrôn. Các hạt β được phóng ra với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng, có thể bay xa tới hàng trăm mét trong không khí, khả năng iôn hóa chất khí yếu hơn tia α, khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia α. + Tia gamma γ: có bản chất là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (dưới 10 -11 m). Đây là chùm phôtôn năng lượng cao, có khả năng đâm xuyên rất mạnh, và rất nguy hiểm cho con người. Tia γ có mọi tính chất như tia Rơnghen. Tia γ không bò lệch trong điện trường và từ trường. * Đònh luật phóng xạ Giáo viên: Trương Vi Quý 1 Giáo án ôn thi tốt nghiệp – năm học 2007 - 2008 Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi một thời gian T gọi là chu kỳ bán rã. Cứ sau mỗi chu kỳ này thì một nữa số nguyên tử của chất ấy biến đổi thành chất khác. N = N o T t− 2 = N o e - λ t hay m = m o T t− 2 = m o e - λ t ; λ = TT 693,02ln = . Không thể can thiệp để làm thay đổi chu kì bán rã T của chất phóng xạ. * 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 của lượng chất phóng xạ đó và được đo bằng số phân rã trong 1 giây. Độ phóng xạ H giảm theo thời gian với qui luật: H = λN = λN o e - λ t = H o e - λ t ; với H o = λN o là độ phóng xạ ban đầu. Đơn vò độ phóng xạ là Beccơren (Bq) hay Curi (Ci): 1 Bq = 1phân rã/giây ; 1Ci = 3,7.10 10 Bq. 3. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN * Phản ứng hạt nhân Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa các hạt nhân dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt nhân khác. Phóng xạ là trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân vì nó làm biến đổi hạt nhân nguyên tử này thành hạt nhân nguyên tử khác. Trong sự phóng xạ, ở vế trái chỉ có một hạt nhân gọi là hạt nhân mẹ. * Các đònh luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân Trong phản ứng hạt nhân số nuclôn (số khối A), điện tích, động lương, năng lượng (bao gồm cả năng lượng nghó và năng lượng thông thường) của các hạt tham gia phản ứng được bảo toàn. Trong phản ứng hạt nhân a + b → c + d ta có Sự bảo toàn số nuclon (số khối): A a + A b = A c + A d . Sự bảo toàn điện tích: Z a + Z b = Z c + Z d . Sự bảo toàn động lượng: →→→→ +=+ ddccbbaa vmvmvmvm Sự bảo toàn năng lượng: (m a + m b )c 2 + 2 2 aa vm + 2 2 bb vm = (m c + m d )c 2 + 2 2 cc vm + 2 2 dd vm Trong phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn khối lượng. * Các qui tắc dòch chuyển trong sự phóng xạ + Trong phóng xạ anpha α: A Z X → 4 2 He + 4 2 − − A Z Y Hạt nhân con Y lùi về phía trước bảng hệ thống tuần hoàn 2 ô so với hạt nhân mẹ. + Trong phóng xạ bêta trừ β - : A Z X → 0 1− e + A Z 1+ Y Hạt nhân con Y tiến về phía sau bảng hệ thống tuần hoàn 1 ô so với hạt nhân mẹ. + Trong phóng xạ bêta cộng β + : A Z X → 0 1 e + A Z 1− Y Hạt nhân con Y lùi về phía trước bảng hệ thống tuần hoàn 1 ô so với hạt nhân mẹ. + Phóng xạ gamma γ: phóng xạ γ không có sự biến đổi hạt nhân nguyên tử này thành hạt nhân nguyên tử khác. Phóng xạ γ không phát ra độc lập mà luôn luôn kèm theo phóng xạ α và phóng xạ β. 4. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN NHÂN TẠO - ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ * Phản ứng hạt nhân nhân tạo Phản ứng hạt nhân nhân tạo là phản ứng hạt nhân do con người tạo ra. * Ứng dụng của đồng vò phóng xạ + Đồng vò: là các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn Z nhưng khác số nơtrôn N nên khác số khối A, chúng ở cùng một vò trí trong bảng hệ thống tuần hoàn. + Đồng vò bền: là đồng vò mà hạt nhân của nó không có một biến đổi tự phát nào trong suốt quá trình tồn tại. + Đồng vò phóng xạ: là đồng vò mà hạt nhân của nó có thể phát ra những tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân của nguyên tố khác. + Ứng dụng của đồng vò phóng xạ. - Đồng vò 60 27 Co phóng xạ tia γ dùng để soi khuyết tật chi tiết máy, diệt khuẫn để bảo vệ nông sản, chữa ung thư. - Đồng vò 32 15 P phóng xạ tia β - dùng làm nguyên tố phóng xạ đánh dấu trong nông nghiệp. Giáo viên: Trương Vi Quý 2 Giáo án ôn thi tốt nghiệp – năm học 2007 - 2008 - Đồng vò cacbon 14 6 C phóng xạ tia β - có chu kỳ bán rã 5600 năm được dùng để đònh tuổi các vật cổ, bằng cách đo độ phóng xạ của mẫu vật cổ và mẫu vật hiện nay (cùng chất cùng khối lượng) rồi dùng đònh luật phóng xạ suy ra tuổi. 5. HỆ THỨC ANHSTANH GIỮA NĂNG LƯNG VÀ KHỐI LƯNG * Hệ thức Anhstanh Một vật có khối lượng m thì có một năng lượng E = mc 2 , gọi là năng lượng nghỉ. Năng lượng nghỉ có thể biến đổi thành năng lượng thông thường và ngược lại. Khi khối lượng giảm, năng lượng nghỉ giảm: năng lượng nghó chuyển hoá thành năng lượng thông thường. Khi khối lượng tăng thì năng lượng nghó tăng, năng lượng thông thường chuyển hoá thành năng lượng nghó. Trong phản ứng hạt nhân chỉ có năng lượng toàn phần bao gồm cả năng lượng thông thường và năng lượng nghỉ mới được bảo toàn. Từ hệ thức Anhxtanh ta thấy có thể dùng đơn vò khối lượng là eV/c 2 hoặc MeV/c 2 . 1u = 931MeV/c 2 = 1,66.10 - 27 kg. * Độ hụt khối và năng lượng liên kết + Độ hụt khối của một hạt nhân là hiệu số giữa tổng khối lượng của các nuclôn cấu tạo nên hạt nhân và khối lượng hạt nhân đó: ∆m = Zm p + (A – Z)m n – m hn + Năng lượng liên kết của hạt nhân là năng lượng toả ra khi các nuclôn riêng lẽ liên kết thành hạt nhân và đó cũng là năng lượng cần cung cấp để phá vở hạt nhân thành các nuclôn riêng lẽ: ∆E = ∆mc 2 + Năng lượng liên kết riêng Năng lượng liên kết riêng của mỗi hạt nhân là năng lượng liên kết tính cho mỗi nuclôn của hạt nhân đó: ε = A E∆ Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. * Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng và thu năng lượng Phản ứng hạt nhân toả năng lượng là phản ứng trong đó các hạt sinh ra có tổng khối lượng nhỏ hơn tổng khối lượng các hạt ban đầu, nghóa là bền vững hơn các hạt nhân ban đầu. Năng lượng toả ra: ∆E = (M o - M)c 2 Phản ứng hạt nhân thu năng lượng là phản ứng trong đó các hạt sinh ra có tổng khối lượng lớn hơn tổng khối lượng các hạt ban đầu, nghóa là kém bền vững hơn các hạt nhân ban đầu. Năng lượng thu vào: ∆E = (M – M o )c 2 * Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng Các hạt nhân có số khối trung bình có năng lượng liên kết riêng lớn hơn năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân có số khối nhỏ ở đầu bảng và các hạt nhân có số khối lớn ở cuối bảng tuần hoàn. Vì vậy có thể có hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng: Một hạt nhân rất nặng như urani, plutôni, hấp thu một nơtrôn rồi vỡ thành hai hạt nhân có số khối trung bình và toả ra năng lượng. Sự vỡ này có tên là sự phân hạch. Hai hạt nhân rất nhẹ như hiđrô, hêli, kết hợp với nhau thành 1 hạt nhân nặng hơn và toả ra năng lượng. Phản ứng kết hợp này gọi là phản ứng nhiệt hạch. 6. SỰ PHÂN HẠCH * Sự phân hạch + Sự phân hạch là hiện tượng một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtrôn chậm rồi vỡ thành hai hạt nhân nặng trung bình. + Đặc điểm của sự phân hạch: mỗi phản ứng phân hạch sinh ra từ 2 đến 3 nơtrôn và toả ra một năng lượng khoảng 200MeV. * Phản ứng dây chuyền + Phản ứng phân hạch sinh ra một số nơtrôn thứ cấp. Nếu sau mỗi lần phân hạch còn lại trung bình s nơtrôn gây được phân hạch mới và khi s ≥ 1 thì sẽ có phản ứng hạt nhân dây chuyền. + Các chế độ của phản ứng dây dây chuyền: với s > 1: phản ứng dây chuyền vượt hạn, không khống chế được, với s = 1: phản ứng dây chuyền tới hạn, kiểm soát được, với s < 1: phản ứng dây chuyền không xảy ra. + Điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy ra - Các nơtrôn sinh ra phải được làm chậm lại. Giáo viên: Trương Vi Quý 3 Giáo án ôn thi tốt nghiệp – năm học 2007 - 2008 - Để có s ≥ 1 thì khối lượng của khối chất hạt nhân phân hạch phải đạt tới một giá trò tối thiểu nào đó gọi là khối lượng tới hạn m h . Ví dụ: Với 235 U, khối lượng tới hạn m h = 50kg. * Nhà máy điện nguyên tử + Bộ phận chính là lò phản ứng hạt nhân, ở đó phản ứng phân hạch được giữ ở chế độ tới hạn khống chế được. + Nhiên liệu của nhà máy điện nguyên tử là các thanh Urani đã làm giàu 235 U đặt trong chất làm chậm để giảm vận tốc nơtrôn. + Để đạt được hệ số s = 1, người ta đặt vào lò các thanh điều chỉnh hấp thụ bớt các nơtrôn . + Năng lượng do phân hạch tỏa ra dưới dạng động năng của các hạt được chuyển thành nhiệt năng của lò và truyền đến nồi sinh hơi chứa nước. Hơi nước được đưa vào làm quay tua bin máy phát điện. 7. PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn. Là phản ứng tỏa năng lượng, tuy một phản ứng kết hợp tỏa năng lượng ít hơn một phản ứng phân hạch, nhưng tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng nhiệt hạch tỏa năng lượng nhiều hơn. Phản ứng phải thực hiện ở nhiệt độ rất cao (hàng trăm triệu độ). Lý do: các phản ứng kết hợp rất khó xảy ra vì các hạt nhân mang điện tích dương nên chúng đẩy nhau. để chúng tiến lại gần nhau và kết hợp được thì chúng phải có một động năng rất lớn để thắng lực đẩy Culông. để có động năng rất lớn thì phải có một nhiệt độ rất cao. Trong thiên nhiên phản ứng nhiệt hạch xảy ra trên các vì sao, chẵng hạn trong lòng Mặt Trời. Con người đã thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được, ví dụ sự nổ của bom khinh khí (bom H). B. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM. 1. Cho phản ứng hạt nhân: α + 27 13 Al → X + n. Hạt nhân X là A. 27 13 Mg. B. 30 15 P. C. 23 11 Na. D. 20 10 Ne. 2. Với c là vận tốc ánh sáng trong chân không, hệ thức Anhxtanh giữa năng lượng nghó E và khối lượng m của vật là A. E = m 2 c. B. E = 2 1 mc 2 . C. E = 2mc 2 . D. E = mc 2 . 3. 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. 4. Có 100g chất phóng xạ với chu kì bán rã là 7 ngày đêm. Sau 28 ngày đêm khối lượng chất phóng xạ đó còn lại là A. 93,75g. B. 87,5g. C. 12,5g. D. 6,25g. 5. 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. 6. Hạt nhân 14 6 C phóng xạ β - . Hạt nhân con sinh ra có A. 5 prôtôn và 6 nơtron. B. 6 prôtôn và 7 nơtron. C. 7 prôtôn và 7 nơtron. D. 7 prôtôn và 6 nơtron. 7. 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. 7 t . D. 128 t. 8. Trong quá trình biến đổi 238 92 U thành 206 82 Pb chỉ xảy ra phóng xạ α và β - . Số lần phóng xạ α và β - lần lượt là A. 8 và 10. B. 8 và 6. C. 10 và 6. D. 6 và 8. 9. Trong phản ứng hạt nhân: 9 4 Be + α → X + n. Hạt nhân X là A. 12 6 C. B. 16 8 O. C. 12 5 B. D. 14 6 C. 10. Trong hạt nhân 14 6 C có A. 8 prôtôn và 6 nơtron. B. 6 prôtôn và 14 nơtron. C. 6 prôtôn và 8 nơtron. D. 6 prôtôn và 8 electron. 11. 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 + . C. γ. 12. Chu kỳ bán rã của 60 27 Co bằng gần 5 năm. Sau 10 năm, từ một nguồn 60 27 Co có khối lượng 1g sẽ còn lại Giáo viên: Trương Vi Quý 4 Giáo án ôn thi tốt nghiệp – năm học 2007 - 2008 A. gần 0,75g. B. hơn 0,75g một lượng nhỏ. C. gần 0,25g. D. hơn 0,25g một lượng nhỏ. 13. 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. 14. 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%. 15. Trong nguồn phóng xạ 32 15 P với chu kì bán rã 14 ngày có 3.10 23 nguyên tử. Bốn tuần lễ trước đó số nguyên tử 32 15 P trong nguồn đó là A. 3.10 23 nguyên tử. B. 6.10 23 nguyên tử. C. 12.10 23 nguyên tử. D. 48.10 23 nguyên tử. 16. Sau khoảng thời gian 1 ngày đêm 87,5% khối lượng ban đầu của một chất phóng xạ bò 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. 17. Côban phóng xạ 60 27 Co có chu kì bán rã 5,7 năm. Để khối lượng chất phóng xạ giãm đi e lần so với khối lượng ban đầu thì cần khoảng thời gian A. 8,55 năm. B. 8,23 năm. C. 9 năm. D. 8 năm. 18. Năng lượng sản ra bên trong Mặt Trời là do A. sự bắn phá của các thiên thạch và tia vũ trụ lên Mặt Trời. B. sự đốt cháy các hiđrôcacbon bên trong Mặt Trời. 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. 19. Tính số nguyên tử trong 1g khí cacbonic. Cho N A = 6,02.10 23 ; O = 15,999; C = 12,011. A. 0,274.10 23 . B. 2,74.10 23 . C. 3,654.10 23 . D. 0,3654.10 23 . 20. Muốn phát ra bức xạ, chất phóng xạ trong thiên nhiên cần phải được kích thích bởi A. Ánh sáng Mặt Trời. B. Tia tử ngoại. C. Tia X. D. Không cần kích thích. 21. 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 . 22. Chọn câu sai A. Một mol chất gồm N A = 6,02.10 23 nguyên tử (phân tử). B. Khối lượng của nguyên tử cacbon bằng 12 gam. C. Khối lượng của 1 mol N 2 bằng 28 gam. D. Khối lượng của 1 mol khí hrô bằng 2 gam. 23. 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. 24. Cặp tia nào sau đây không bò lệch trong điện trường và từ trường? A. Tia α và tia β. B. Tia γ và tia β. C. Tia γ và tia Rơnghen. D. Tia β và tia Rơnghen. 25. 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. 26. Trong phản ứng hạt nhân 19 9 F + p → 16 8 O + X thì X là A. nơtron. B. electron. C. hạt β + . D. hạt α. 27. Tính số nguyên tử trong 1 gam khí O 2 . Cho N A = 6,022.10 23 /mol; O = 16. A. 376.10 20 . B. 736.10 30 . C. 637.10 20 . D. 367.10 30 . 28. Có 100g iôt phóng xạ 131 53 I với chu kì bán rã là 8 ngày đêm. Tính khối lượng chất iôt còn lại sau 8 tuần lễ. A. 8,7g. B. 7,8g. C. 0,87g. D. 0,78g. 29. 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). A. 0,976Ci. B. 0,796C. C. 0,697Ci. D. 0.769Ci. 30. Ban đầu có 5 gam chất phóng xạ radon 222 86 Rn với chu kì bán rã 3,8 ngày. Số nguyên tử radon còn lại sau 9,5 ngày là Giáo viên: Trương Vi Quý 5 Giáo án ôn thi tốt nghiệp – năm học 2007 - 2008 A. 23,9.10 21 . B. 2,39.10 21 . C. 3,29.10 21 . D. 32,9.10 21 . 31. Hạt nhân C 14 6 là một chất phóng xạ, nó phóng xạ ra tia β - có chu kì bán rã là 5600năm. Sau bao lâu lượng chất phóng xạ của một mẫu chỉ còn bằng 1/8 lượng chất phóng xạ ban đầu của mẫu đó. A. 16800 năm. B. 18600 năm. C. 7800 năm. D. 16200 năm. 32. Hạt nhân C 14 6 là một chất phóng xạ, nó phóng xạ ra tia β - có chu kì bán rã là 5600năm. Trong cây cối có chất phóng xạ C 14 6 . Độ phóng xạ của một mẫu gỗ tươi và một mẫu gỗ cổ đại đã chết cùng khối lượng lần lượt là 0,25Bq và 0,215Bq. Hỏi mẫu gỗ cổ đại chết đã bao lâu ? A. 12178,86 năm. B. 12187,67 năm. C. 1218,77 năm. D. 16803,57 năm. 33. Chu kì bán rã của U 238 92 là 4,5.10 9 năm. Lúc đầu có 1g U 238 92 nguyên chất. Tính độ phóng xạ của mẫu chất đó sau 9.10 9 năm. A. 3,087.10 3 Bq. B. 30,87.10 3 Bq. C. 3,087.10 5 Bq. D. 30,87.10 5 Bq. 34. Coban ( Co 60 27 ) phóng xạ β - với chu kỳ bán rã 5,27 năm và biến đổi thành niken (Ni). Hỏi sau bao lâu thì 75% khối lượng của một khối chất phóng xạ Co 60 27 phân rã hết. A. 12,54 năm. B. 11,45 năm. C. 10,54 năm. D. 10,24 năm. 35. Khối lượng của hạt nhân X 10 5 là 10,0113u; khối lượng của proton m p = 1,0072u, của nơtron m n = 1,0086u. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này là (cho u = 931 MeV/e 2 ) A.6,43 MeV B. 64,3 MeV C.0,643 MeV D. 6,30MeV. 36. Phốt pho P 32 15 phóng xạ β - với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày. Sau 42,6 ngày kể từ thời điểm ban đầu, khối lượng của một khối chất phóng xạ P 32 15 còn lại là 2,5g. Tính khối lượng ban đầu của nó. A. 15g. B. 20g. C. 25g. D. 30g. 37. 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. 38. Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Fe 56 26 . A. 6,84MeV. B. 5,84MeV. C. 7,84MeV. D. 8,84MeV. 39. 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. A. 12MeV. B. 13MeV. C. 14MeV. D. 15MeV. 40. Gọi ∆t là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đi e lần (e là cơ số của lôga tự nhiên với lne = 1), T là chu kỳ bán rã của chất phóng xạ. Hỏi sau khoảng thời gian 0,51∆t chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng ban đầu ? A. 40%. B. 50%. C. 60%. D. 70%. 41. Một gam chất phóng xạ trong 1 giây phát ra 4,2.10 13 hạt β - . Khối lượng ngun tử của chất phóng xạ này là 58,933 u; lu = 1,66.10 -27 kg. Chu kì bán rã của chất phóng xạ này là: A. 1,78.10 8 s. B.1,68.10 8 s. C.1,86.10 8 s. D.1,87.10 8 s. 42. Độ phóng xạ của 14 C trong một tượng gỗ cổ bằng 0,65 lần độ phóng xạ của 14 C trong một khúc gỗ cùng khối lưọng vừa mới chặt.Chu kì bán rã của 14 C là 5700năm. Tuổi của tưọng gỗ là: A.3521 năm. B. 4352 năm. C.3543 năm. D.3452 năm . 43. Cho phản ứng hạt nhân + ++→+ β 73 138 52 npX A Z . A và Z có giá trị A. A = 142; Z = 56. B. A = 140; Z = 58. C. A = 133; Z = 58. D. A = 138; Z = 58. 44. Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã T = 10s. Sau 30s người ta đo được độ phóng xạ của nó là 25.10 5 Bq. Độ phóng xạ ban đầu của chất đó là A. 2.10 5 Bq B. 8 25 .10 7 Bq C. 2.10 10 Bq D. 2.10 7 Bq 45. Một mẫu phóng xạ Si 31 14 ban đầu trong 5 phút có 196 ngun tử bị phân rã, nhưng sau đó 5,2 giờ (Kể từ t = 0) cùng trong 5 phút chỉ có 49 ngun tử bị phân rã. Chu kỳ bán rã của Si 31 14 là A. 2,6 giờ B. 3,3 giờ C. 4,8 giờ D. 5,2 giờ Giáo viên: Trương Vi Quý 6 Giáo án ôn thi tốt nghiệp – năm học 2007 - 2008 46. Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính cho: A. Một prơtơn B. Một nơtrơn C. Một nuclơn D. Một hạt trong 1 mol ngun tử (phân tử ) chất đó. 47. T×m c©u ph¸t biĨu sai vỊ ®é hơt khèi : A. §é chªnh lƯch gi÷a khèi lỵng m cđa h¹t nh©n vµ tỉng khèi lỵng m o cđa c¸c nucl«n cÊu t¹o nªn h¹t nh©n gäi lµ ®é hơt khèi. B. Khối lỵng cđa mét h¹t nh©n lu«n nhá h¬n tỉng khèi lỵng cđa c¸c nuclon t¹o thµnh h¹t nh©n ®ã. C. §é hơt khèi cđa mét h¹t nh©n lu«n kh¸c kh«ng . D. Khèi lỵng cđa mét h¹t nh©n lu«n lín h¬n tỉng khèi lỵng cđa c¸c nuclon t¹o thµnh h¹t nh©n ®ã. 48. T×m khèi lỵng Poloni 210 84 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 49. §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 % 50. H¹t nh©n cµng bỊn v÷ng th× : A. N¨ng lỵng liªn kÕt riªng cµng lín. B. N¨ng lỵng liªn kÕt cµng lín. C. Khèi lỵng cµng lín. D. §é hơt khèi cµng lín. 51. Chọn câu sai trong các câu sau : A. Phóng xạ γ là phóng xạ đi kèm theo các phóng xạ α và β. B. Phơtơn γ do hạt nhân phóng ra có năng lượng lớn. C. Tia β - là các êlectrơn nên nó được phóng ra từ lớp vỏ ngun tử. D. Khơng có sự biến đổi hạt nhân trong phóng xạ γ. 52. Chọn câu sai: A. Các hạt nhân có số khối trung bình là bền vững nhất. B. Các ngun tố đứng đầu bảng tuần hồn như H, He kém bền vững hơn các ngun tố ở giữa bảng tuần hồn. C. Hạt nhân có năng lượng liên kết càng lớn thì càng bền vững D. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. 53. §ång vÞ Si 31 14 phãng x¹ β – . Mét mÉu phãng x¹ Si 31 14 ban ®Çu trong thêi gian 5 phót cã 190 nguyªn tư bÞ ph©n r· nh- ng sau 3h trong thêi gian 1 phót cã 17 nguyªn tư bÞ ph©n r·. X¸c ®Þnh chu k× b¸n r· cđa chÊt ®ã. A. 2,5h.B. 2,6h. C. 2,7h. D. 2,8h. 54. 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. 55. C¸c h¹t nh©n nỈng (Uran, 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. 56. Thùc chÊt cđa phãng x¹ bªta trõ lµ A. Mét pr«t«n biÕn thµnh 1 n¬tr«n vµ c¸c h¹t kh¸c. B. Mét n¬tron biÕn thµnh mét pr«t«n vµ c¸c h¹t kh¸c. C. Mét ph«t«n biÕn thµnh 1 n¬tr«n vµ c¸c h¹t kh¸c. D. Mét ph«t«n biÕn thµnh 1 electron vµ c¸c h¹t kh¸c. 57. 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 58. 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. Kùc 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. 59. Mét chÊt phãng x¹ sau 10 ngµy ®ªm gi¶m ®i 3/4 khèi lỵng ban ®Çu ®· cã. TÝnh chu kú b¸n r·. A. 20 ngµy ®ªm B. 5 ngµy ®ªm. C. 24 ngµy ®ªm D. 15 ngµy ®ªm 60. Phản ứng hạt nhân chỉ toả năng lượng khi: A. Nó được thực hiện có kiểm sốt B. Tổng khối lượng các hạt trước phản ứng nhỏ hơn tổng khối lượng các hạt sau phản ứng C. Là q trình phóng xạ D. Tổng khối lượng các hạt trước phản ứng lớn hơn tổng khối lượng các hạt sau phản ứng 61. Từ hạt nhân 236 88 Ra phóng ra 3 hạt α và một hạt β - trong chuỗi phóng xạ liên tiếp. Khi đó hạt nhân tạo thành là: A. 222 84 X B. 224 84 X C. 222 83 X D. 224 83 X 62. Đồng vị Pơlơni 210 84 Po là chất phóng xạ α, chu kì bán rã là 138ngày. Cho N A = 6,02.10 23 mol -1 Độ phóng xạ ban đầu của 2mg Po là: A. 2,879.10 16 Bq. B. 2,879.10 19 Bq. B. 3,33.10 11 Bq. D. 3,33.10 14 Bq. Giáo viên: Trương Vi Quý 7 Giáo án ôn thi tốt nghiệp – năm học 2007 - 2008 63. Mçi ph©n h¹ch cđa h¹t nh©n 235 92 U b»ng n¬tron to¶ ra mét n¨ng lỵng h÷u Ých 185MeV. Mét lß ph¶n øng c«ng st 100MW dïng nhiªn liƯu 235 92 U trong thêi gian 8,8 ngµy ph¶i cÇn bao nhiªu kg Urani? A. 3kg. B. 2kg. C. 1kg. D. 0,5kg. 64. Chu kì bán rã của radon là T = 3,8 ngày. Hằng số phóng xạ của radon là A. 5,0669.10 -5 s -1 . B. 2,112.10 -6 s -1 . C. 2,1112.10 -5 s -1 . D. Một kết quả khác. 65. Một mẫu radon 222 86 Rn chứa 10 10 nguyên tử. Chu kì bán rã của radon là 3,8 ngày. Sau bao lâu thì số nguyên tử trong mẫu radon còn lại 10 5 nguyên tử. A. 63,1 ngày. B. 3,8 ngày. C. 38 ngày. D. 82,6 ngày. 66. Đồng vò phóng xạ của silic 27 14 Si phân rã trở thành đồng vò của nhôm 27 13 Al. Trong phân rã này hạt nào đã bay khỏi hạt nhân silic ? A. nơtron. B. prôtôn. C. electron. D. pôzitron. 67. Phản ứng hạt nhân 1 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. 68. Tính tuổi của một tượng gổ cổ biết rằng độ phóng xạ β- hiện nay của tượng gổ ấy bằng 0,77 lần độ phóng xạ của một khúc gổ cùng khối lượng mới chặt. Biết chu kì bán rã của C14 là 5600 năm. A. 2112 năm. B. 1056 năm. C. 1500 năm. D. 2500 năm. 69. Xác đònh bản chất hạt phóng xạ trong phân rã 60 27 Co biến thành 60 28 Ni. A. hạt β - . B. hạt β + . C. hạt α. D. hạt prôtôn. 70. Côban 60 27 Co là chất phóng xạ với chu kì bán rã 3 16 năm. Nếu lúc đầu có 1kg chất phóng xạ này thì sau 16 năm khối lượng 60 27 Co bò phân rã là A. 875g. B. 125g. C. 500g. D. 250g. Giáo viên: Trương Vi Quý 8 . Giáo án ôn thi tốt nghiệp – năm học 2007 - 2008 PHẦN V. VẬT LÝ HẠT NHÂN. A. LÝ THUYẾT 1. CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ * Cấu tạo hạt nhân nguyên tử Hạt nhân nguyên tử có kích. không phát ra độc lập mà luôn luôn kèm theo phóng xạ α và phóng xạ β. 4. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN NHÂN TẠO - ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ * Phản ứng hạt nhân nhân tạo Phản ứng hạt nhân nhân tạo là phản ứng hạt nhân. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN * Phản ứng hạt nhân Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa các hạt nhân dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt nhân khác. Phóng xạ là trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân vì