A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÝ HẠT NHÂN (1) I. ĐẠI CƯƠNG: 1. Thành phần cấu tạo của hạt nhân: Hạt nhân được cấu tạo từ các nuclon. Có hai loại nuclon là: prôtôn (kí hiệu p, điện tích q p = +e, khối lượng m p = 1,6726.10 -27 kg) và nơtron (kí hiệu n, khối lượng m n = 1,6749.10 -27 kg, trung hòa về điện). Mỗi hạt nhân có Z prôtôn (Z là số thứ tự của nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn), N nơtron. Vậy hạt nhân có tổng cộng A = (Z + N) nuclon (A là nguyên tử khối). Kí hiệu hạt nhân: A Z X hay A Z X hay A X , trong đó X là kí hiệu nguyên tố. 2. Đồng vị: Là những hạt nhân của cùng một nguyên tố (có cùng số thứ tự Z) nhưng khác số khối A. 3. Số Avôgađrô N A : Là số nguyên tử (hay phân tử) có trong một mol chất. N A = 6,022.10 23 (1/mol). Một lượng chất có khối lượng m (gam) thì chứa một số lượng hạt là N = m A N A . 4. Đơn vị khối lượng nguyên tử (u): Là đơn vị khối lượng có giá trị bằng khối lượng của 1/12 khối lượng nguyên tử cacbon C 12 . 1u = − = = 27 12 1 12( ) 1,66058.10 ( ) 12 C A g m kg N 5. Lực hạt nhân: Là lực tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân. Lực hạt nhân có tính chất là: có cường độ rất mạnh và tầm tác dụng ngắn. 6. Kích thước của hạt nhân: Hạt nhân có dạng hình cầu, bán kính nhỏ hơn bán kính nguyên tử cỡ 1 vạn lần. Một hạt nhân có số khối A thì bán kính của nó là r = r 0 3 A , trong đó r 0 có giá trị cỡ từ 1,2 đến 1,4 fm (fm là đơn vị đo chiều dài, đọc là fécmi, 1fm = 10 -15 mét). II. SỰ PHÓNG XẠ: 1. Định nghĩa: Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân của nguyên tố này tự động phóng ra những tia không nhìn thấy (gọi là tia phóng xạ) và biến đổi thành hạt nhân của nguyên tố khác. 2. Đặc điểm: - Hiện tượng phóng xạ không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài mà chỉ phụ thuộc bản chất hạt nhân. - Các tia phóng xạ là những tia không nhìn thấy được nhưng có tác dụng sinh, lý, hóa học rất mạnh. 3. Các loại tia phóng xạ: Gồm 4 loại tia: LOẠI TIA BẢN CHẤT TÍNH CHẤT an pha (α) Là dòng hạt nhân nguyên tử Heli 4 2 He , chuyển động với vận tốc cỡ 10 7 m/s. + Ion hoá rất mạnh. + Đâm xuyên yếu. bêta trừ (β - ) Là dòng hạt êlectron 0 1 e − , vận tốc rất lớn Ion hoá yếu hơn nhưng đâm xuyên mạnh hơn tia α. bêta cộng (β + ) Là dòng hạt êlectron dương (còn gọi là pozitron) 0 1 e + , vận tốc rất lớn Gam ma (γ) Là bức xạ điện từ có năng lượng rất cao Ion hoá yếu nhất, đâm xuyên mạnh nhất. 4. Định luật phóng xạ: a) Phát biểu: Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bằng một khoảng thời gian T gọi là chu kì bán rã. Cứ sau mỗi chu kì bán rã thì một nửa số hạt nhân của nguyên tố đó đã biến đổi thành chất khác. b) Biểu thức: m = m 0 e - λ t hay N = N 0 e - λ t . Trong đó: m 0 (hay N 0 ) là khối lượng (hay số hạt nhân) tại thời điểm ban đầu (t 0 = 0). m (hay N) là khối lượng (hay số hạt nhân) tại thời điểm t. λ là hằng số phóng xạ, liên hệ giữa λ và T là: λ = ln2 T c) Độ phóng xạ (H): - Định nghĩa: là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của một khối chất phóng xạ, được đo bằng số hạt nhân bị phân rã trong một đơn vị thời gian. - Biểu thức tính: H = − dN dt = λN 0 e - λ t = λN; hay H = H 0 e - λ t - Đơn vị: + Đơn vị chuẩn là Bq (đọc là Béc cơ ren): 1Bq = 1 phân rã/1s. + Đơn vị khác: Ci (đọc là Curi) 1Ci = 3,7.10 10 Bq. Khi tính H, ta phải đổi đơn vị của chu kì bán rã về giây. 5. Ứng dụng của các đồng vị phóng xạ a) Phương pháp nguyên tử đánh dấu: dùng 31 15 P là phân lân thường trộn lẫn với một ít chất phóng ra xa β - là 32 15 P bón cho cây. Theo dõi sự phóng xạ của β - ta sẽ biết được quá trình vận chuyển chất trong cây. b) Dùng phóng xạ γ : tìm khuyết tật trong các sản phẩm đúc, bảo quản thực phẩm, chữa bệnh ung thư, … c) Phương pháp xác định tuổi cổ vật: đo độ phóng xạ của 14 6 C sẽ xác định được tuổi các cổ vật. B. CÂU HỎI VÀ BT TRẮC NGHIỆM PHẦN VẬT LÝ HẠT NHÂN (1) 1. Chọn phát biểu sai về hai hạt nhân đồng vị: A. có cùng số nuclon nhưng khác số proton. B. nguyên tử của chúng cùng tính chất. C. có cùng số proton nhưng khác số nơtron.D. có cùng số proton nhưng khác số nuclon. 2. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các hạt A. nơtron. B. nuclon và electron. C. nuclon. D. proton. 3. Trong hạt nhân 92 U 238 , chênh lệch giữa số notron và số proton bằng A. 238 B. 92. C. 146. D. 54. 4. Hạt nhân Uran 238 92 U phân rã phóng xạ cho hạt nhân con là Thôri 234 90 Th . Đó là sự phóng xạ: A. γ. B. β + . C. β - . D. α. 5. Đơn vị khối lượng nguyên tử (u) bằng khối lượng của A. một nguyên tử hiđrô. B. 1/12 khối lượng nguyên tử C 12 . C. một proton. D. một nơtron. 6. Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân A. phát ra một bức xạ điện từ. B. tự động phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. C. phát ra các tia α, β, γ. D. phát ra các tia phóng xạ khi bị kích thích từ bên ngoài. 7. Chất phóng xạ tự nhiên chỉ phát ra các tia phóng xạ khi được kích thích bằng cách A. đốt nóng. B. bắn phá bằng hạt khác. C. chiếu tia X. D. ba câu trên đều sai. 8. Chu kì bán rã T của một chất phóng xạ là khoảng thời gian tính từ lúc ban đầu đến lúc A. sự phóng xạ lặp lại như cũ. B. số nguyên tử của chất phóng xạ giảm một nửa. C. độ phóng xạ của chất ấy giảm e lần. D. chất ấy mất hoàn toàn tính phóng xạ. 9. Hằng số phóng xạ của một chất phóng xạ (kí hiệu λ) là đại lượng A. đặc trưng cho tốc độ phóng xạ của chất ấy. B. bằng nghịch đảo của chu kì bán rã. C. bằng số nguyên tử bị phóng xạ trong một giây. D. A, B, C đều sai. 10. Sau . . . . lần phóng xạ α và . . . lần phóng xạ β - thì hạt nhân Franxi 87 Fr 223 biến thành hạt nhân chì 82 Pb 207 . A. 4; 2. B. 4; 3. C. 3; 4. D. 2; 4. 11. Sau bao nhiêu lần phóng xạ α và β - thì U 238 biến thành Pb 206 ? A. 6 và 8. B. 8 và 4. C. 6 và 6. D. 8 và 6. 12. Bản chất của quá trình phóng xạ β - là quá trình A. giải phóng hạt pozitron. B. phân rã của proton. C. phân rã của nơtron. D. A,B, C đều đúng. 13. Quá trình phân rã phóng xạ nào chỉ có sự biến đổi điện tích mà không có sự biến đổi tổng số nuclon của hạt nhân? A. không có. B. phóng xạ α. C. phóng xạ β. D. phóng xạ γ. 14. Quá trình phân rã phóng xạ nào có sự biến đổi đồng thời điện tích và số nuclon của hạt nhân? A. không có. B. phóng xạ α. C. phóng xạ β. D. phóng xạ γ. Một chùm tia phóng xạ gồm đủ bốn loại tia phóng xạ được cho đi từ trái sang phải qua một điện trường đều thẳng đứng từ dưới lên như hình vẽ. 15. Tia γ có thể là tia nào? A. tia A. B. tia B. C. tia C. D. tia D. 16. Tia β - có thể là tia nào? A. tia A. B. tia B. C. tia C. D. tia D. 17. Tia β + có thể là tia nào? A. tia A. B. tia B. C. tia C. D. tia D. 18. Tia α có thể là tia nào? A. tia A. B. tia B. C. tia C. D. tia D. 19. Bức xạ gamma của hạt nhân xảy ra khi A. hạt nhân quá thừa nơtron. B. hạt nhân quá thừa prôtôn. C. hạt nhân được đốt nóng. D. hạt nhân chuyển về trạng thái năng lượng thấp hơn. 20. Trong chuỗi phóng xạ U 235 → . . . →Pb 207 , có bao nhiêu phóng xạ α và β - ? A. 16 và 12. B. 5 và 5. C. 10 và 8. D. 7 và 4. 21. Chu kì bán rã của chất phóng xạ là 4,5 tỉ năm. Sau 9 tỉ năm, tỉ số giữa số hạt nhân còn lại và số hạt nhân đã bị phóng xạ là: A. 2. B. 1/2. C. 1/3. D. 1/4. 22. Đồng vị của magiê 12 Mg 24 với chu kì bán rã 12 giây. Thời gian để khối chất mất đi 87,5% số hạt nhân là A. 3s. B. 24s. C. 36s. D. 48s. 23. Định luật phân rã phóng xạ có nghiệm N(t) = N 0 e - λ t , trong đó N 0 là số hạt nhân ban đầu và λ là hằng số phóng xạ. Biểu thức nào sau đây cũng đúng? (trong đó T là chu kì bán rã). A. N = N 0 e t/T . B. N = N 0 2 -t/T C. N = N 0 e -t/T . D. N = N 0 2 - λ t . Một chùm tia phóng xạ gồm đủ bốn loại tia phóng xạ được cho đi từ trái sang phải qua một từ trường đều vuông góc với mặt phẳng hình vẽ. 24. Tia γ có thể là tia nào? A. tia A. B. tia B. C. tia C. D. tia D. 25. Tia β - có thể là tia nào? A. tia A. B. tia B. C. tia C. D. tia D. 26. Tia β + có thể là tia nào? A. tia A. B. tia B. C. tia C. D. tia D. 27. Tia α có thể là tia nào? A. tia A. B. tia B. C. tia C. D. tia D. 28. Phản ứng 27 Co 60 → 28 Ni 60 + e - + ν thuộc loại A. phân hạch. B. phóng xạ β - . C. tổng hợp hạt nhân. D. phóng xạ α. 29. Khi hạt nhân 92 U 238 bị bắn phá bởi nơtron, nó bị biến đổi theo quá trình: hấp thụ một nơtron, sau đó phát ra liên tiếp hai hạt β - . Hạt nhân được tạo thành sau các quá trình đó là A. 93 Np 240 . B. 94 Pu 239 . C. 93 Np 238 . D. 88 Ra 233 . 30. Tìm phát biểu sai về lực hạt nhân A. là lực liên kết giữa các nuclon trong hạt nhân. B. có cường độ rất mạnh. C. có bản chất là lực hấp dẫn và lực điện. D. có bán kính tác dụng rất ngắn. 31. Hạt nhân 12 Mg 21 hấp thụ một electron và phóng ra một proton. Kết quả hạt nhân được tạo thành là A. 10 Ne 21 . B. 10 Ne 20 . C. 12 Mg 20 . D. 14 Si 22 . 32. Năng lượng liên kết của các hạt nhân 92 U 234 và 82 Pb 206 lần lượt là 1790MeV và 1586MeV. Chỉ ra kết luận đúng: A. Độ hụt khối của hạt nhân U nhỏ hơn độ hụt khối của hạt nhân Pb. B. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân U lớn hơn năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Pb. C. Hạt nhân U kém bền hơn hạt nhân Pb. D. Năng lượng liên kết của hạt nhân U nhỏ hơn năng lượng liên kết của hạt nhân Pb. 33. Giả sử sau 3 giờ phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu) số hạt nhân của một đồng vị phóng xạ còn lại bằng 25% số hạt nhân ban đầu. Chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ đó bằng A. 0,5 giờ. B. 2 giờ. C. 1 giờ. D. 1,5 giờ. D A B C C A B D 34. Biết số Avôgađrô là 6,02.10 23 /mol, khối lượng mol của urani 92 U 238 là 238 g/mol. Số nơtrôn trong 119 gam 92 U 238 là A. 8,8.10 25 . B. 1,2.10 25 . C. 2,2.10 25 . D. 4,4.10 25 . 35. Cho khối lượng electron là m e = 0,00055 u. Khối lượng của hạt nhân C 12 là A. 12 u. B. 11,9967 u. C. 11,9934 u. D. 12,0066 u. . A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÝ HẠT NHÂN (1) I. ĐẠI CƯƠNG: 1. Thành phần cấu tạo của hạt nhân: Hạt nhân được cấu tạo từ các nuclon. Có. cổ vật: đo độ phóng xạ của 14 6 C sẽ xác định được tuổi các cổ vật. B. CÂU HỎI VÀ BT TRẮC NGHIỆM PHẦN VẬT LÝ HẠT NHÂN (1) 1. Chọn phát biểu sai về hai hạt