Chương VII: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ I. Tóm tắt lý thuyết: 1. Hạt nhân nguyên tử: _ Cấu tạo: + Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôtôn (mang điện tích nguyên tố dương), và các nơtron (trung hoà điện), gọi chung là nuclôn, liên kết với nhau bởi lực hạt nhân rất mạnh nhưng có bán kính tác dụng rất ngắn. + Hạt nhân của các nguyên tố có nguyên tử số Z thì chứa Z prôton và N nơtron; A = Z + N đc gọi là số khối. _ Đồng vị: Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôton Z nhưng khác số nơtron N gọi là các đồng vị. _ Đơn vị khối lượng nguyên tử u có trị số bằng 1/12 khối lượng của đồng vị C 12 6 ; u xấp xỉ bằng khối lượng của một nuclôn, nên hạt nhân có số khối A thì có khối lượng xấp xỉ bằng A(u). _ Hệ thức Anhstanh giữa khối lượng và năng lượng: E = mc 2 . _ Khối lượng của một hạt nhân được tạo thành từ nhiều nuclôn thì bé hơn tổng khối lượng của các nuclôn, hiệu số Δm = (Z.m p + (A – Z).m n ) – m gọi là độ hụt khối. Sự tạo thành hạt nhân toả năng lượng tương ứng ΔE = Δmc 2 , gọi là năng lượng liên kết của hạt nhân (vì muốn tách hạt nhân thành các nuclôn thì cần tốn một năng lượng bằng ΔE). Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng ΔE/A càng lớn thì càng bền vững. _ Đơn vị khối lượng: u; MeV/c 2 ; kg với mối quan hệ 1 u = 1,66.10 -27 kg = 931 MeV/c 2 . 2. Hiện tượng phóng xạ: _ Phóng xạ là quá trình phân huỷ sự phát của một hạt nhân không bền vững. _ Trong quá trình phóng xạ kèm theo sự phát ra các tia phóng xạ. Tia phóng xạ gồm nhiều loại: α, β - , β + , γ. Hạt α là hạt nhân của He 4 2 . Hạt β - là các electron, kí hiệu là e - . Hạt β + là pôziton kí hiệu là e + . Tia γ là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (ngắn hơn tia X). _ Định luật phóng xạ: Biểu thức: t 0 t 0 em)t(m,eN)t(N λ−λ− == , λ là hằng số phóng xạ, tỉ lệ nghịch với chu kỳ bán rã T: T 693,0 =λ . 3. Phản ứng hạt nhân: _ Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa các hạt nhân dẫn đến sự biến đổi hạt nhân. _ Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân: Số nuclôn, điện tích, năng lượng toàn phần và động lượng. _ Trong phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng M 0 của các hạt nhân ban đầu có thể khác tổng khối lượng M của các hạt sinh ra. Nếu M 0 > M thì phản ứng toả năng lượng. Nếu M 0 < M thì phản ứng hạt nhân thu năng lượng. Năng lượng toả ra hoặc thu vào có độ lớn ΔE = 2 0 c.MM − _ Có hai loại phản ứng hạt nhân toả ra năng lượng (năng lượng đó gọi là năng lượng hạt nhân): + Một hạt nhân rất nặng khi hấp thụ một nơtron sẽ vỡ thành hai hạt trung bình, cùng với 2-3 nơtron (sự phân hạch). Nếu sự phân hạch có tính chất dây chuyền, thì nó toả ra năng lượng rát lớn. Nó được khống chế trong lò phản ứng hạt nhân. + Hai hạt nhân rất nhẹ, có thể kết hợp với nhau thành một hạt nhân nặng hơn. Phản ứng này chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao, nên gọi là phản ứng nhiệt hạch. Con người mới chỉ thực hiện được phản ứng này dưới dạng không kiểm soát được (bom H). II. Câu hỏi trắc nghiệm: 1. Phóng xạ là hiện tượng: A. Hạt nhân tự động phát ra tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. B. Hạt nhân bị vỡ ra thành hai hay nhiều mảnh khi bị nơtron nhiệt bắn vào. C. Hạt nhân phát tia phóng xạ sau khi bị kích thích. D. Hạt nhân biến thành hạt nhân khác khi hấp thụ nơtron và phát ra tia beta, alpha hoặc gamma. 2. Chọn phát biểu sai: A. Phóng xạ là quá trình hạt nhân tự phát ra tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. B. Phóng xạ là một quá trình tuần hoàn có chu kỳ T gọi là chu kỳ bán rã. C. Phóng xạ là trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân. D. Phóng xạ tuân theo định luật phóng xạ. 3. Chu kỳ bán rã của một chất phóng xạ là thời gian sau đó: A. Số hạt nhân phóng xạ còn lại bằng số hạt nhân bị phân rã. B. Một nửa số hạt nhân phóng xạ ban đầu bị phân rã. C. Độ phóng xạ của nguồn giảm còn một nửa. D. Cả A, B, C đều đúng. 4. Trong quá trình phóng xạ, số lượng hạt nhân phân huỷ giảm đi so với thời gian t theo quy luật: A. βα +− t . B. t e λ − . C. t 1 . D. t 1 trong đó: .0, > βα 5. Trong phóng xạ α , trong bảng phân loại tuần hoàn, hạt nhân con so với hạt nhân mẹ: A. Tiến 1 ô. B. Lùi 2 ô. C. Tiến 1 ô. D. Không thay đổi vị trí. 6. Trong phóng xạ − β , trong bảng phân loại tuần hoàn, hạt nhân con so với hạt nhân mẹ: A. Tiến 2 ô. B. Lùi 1 ô. C. Tiến 1 ô. D. Không thay đổi vị trí. 7. Hạt nhân nguyên tử cấu tạo bởi: A. proton, nơtron, electron. B. nơtron và electron. C. proton và nơtron. D. proton và electron. 8. Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân: A. Có cùng khối lượng. B. Cùng số Z, khác số A. C. Cùng số Z, cùng số A. D. Cùng số A. 9. Lực hạt nhân là lực nào sau đây: A. Lực điện. B. Lực từ. C. Lực tương tác giữa các nuclon. D. Lực tương tác giữa các thiên hà. 10. Đại lượng nào đặc trưng cho mức độ bền vững của một hạt nhân ? A. Năng lượng liên kết. B. Năng lượng liên kết riêng. C. Số hạt proton. D. Số hạt nuclon. 11. Hãy chỉ ra câu sai: Trong một phản ứng hạt nhân có định luật bảo toàn: A. Năng lượng toàn phần. B. Điện tích. C. Động năng. D. Số nuclon. 12. Xác định hạt X trong phương trình sau: XOHF +=+ 16 8 1 1 19 9 . A. He 3 2 . B. He 4 2 . C. H 2 1 . D. H 3 1 13. Nguyên tử 23 11 Na gồm: A. 11 prôtôn và 12 nơtrôn B. 11 prôtôn và 23 nơtrôn C. 12 prôtôn và 11 nơtrôn D.12 prôtôn và 23 nơtrôn 14. Đơn vị đo khối lượng nào không sử dụng trong việc khảo sát các phản ứng hạt nhân ? A. Tấn. B. 10 -27 kg. C. MeV/c 2 . D. u ( đơn vị khối lượng nguyên tử ). 15. Hãy chọn câu đúng: Hạt nhân C 14 6 phóng xạ − β . Hạt nhân con sinh ra là: A. 5p và 6n. B. 6p và 7n. C. 7p và 7n. D. 7p và 6n. 16. Hạt nhân nào sau đây không thể phân hạch ? A. U 239 92 . B. U 238 92 . C. C 12 6 . D. Pb 239 94 . 17. 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 n giải phóng phải lớn hơn hoặc bằng 1,. B. Lượng nhiên liệu ( urani, plutoni ) phải đủ lớn để tạo nên phản ứng dây chuyền. C. Phải có nguồn tạo ra notron. D. Nhiệt độ phải được đưa lên cao. . gồm: A. 11 prôtôn và 12 nơtrôn B. 11 prôtôn và 23 nơtrôn C. 12 prôtôn và 11 nơtrôn D .12 prôtôn và 23 nơtrôn 14. Đơn vị đo khối lượng nào không sử dụng trong. và 7n. C. 7p và 7n. D. 7p và 6n. 16. Hạt nhân nào sau đây không thể phân hạch ? A. U 239 92 . B. U 238 92 . C. C 12 6 . D. Pb 239 94 . 17. Hãy chọn câu