LÍ THUYẾT - BÀI TẬP VẬT LÍ HAT NHÂN CỰC HOT

16 863 8
  • Loading ...
1/16 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 06/10/2013, 17:28

1 SƠ LƯỢC VỀ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Cấu trúc hạt nhân. Độ hụt khối và năng lượng liên kết Hạt nhân nguyên tử bao gồm các proton và notron gọi chung là các hạt nuclon. Các nuclon này liên kết bằng lực hạt nhân, là loại lực có cự li tương tác rất nhỏ. Một hạt nhân X có Z proton và N notron thì sẽ có Z = A + N nuclon, sẽ được kí hiệu là . Z cũng chính là vị trí của nguyên tố tương ứng trong bảng hệ thống tuần hoàn. Khối lượng của các nuclon hay các hạt nhân được đo bằng đơn vị Cacbon, là khối lượng bằng 1/12 khối lượng của hạt nhân C12, kí hiệu là u. Khối lượng của proton là 1,0073 u, khối lượng của notron là 1,0087 u. Đơn vị khối lượng u cũng có thể viết là 931 MeV/c 2 . Điều đặc biệt là tổng khối lượng m 0 của các nuclon cấu thành bao giờ cũng lớn hơn khối lượng m của hạt nhân. Gọi m = m 0 – m là độ hụt khối của hạt nhân. Theo hệ thức năng lượng của Anhxtanh, ta thấy năng lượng để giải phóng các nuclon trong hạt nhân thành các nuclon riêng rẽ tối thiểu phải là m.c 2 . Năng lượng đó gọi là năng lượng liên kết của hạt nhân. 2. Phóng xạ. Sự phóng xạ là hạt nhân phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. Các tia phóng xạ có thể là tia α gồm các hạt nhân hạt Heli, tia β gồm các electron hoặc phản electron hay các tia gamma là các sóng điện từ mạnh. Bản chất của phóng xạ β + là một proton biến thành một notron và một hạt e + : p n + e + Bản chất của phóng xạ β - là một notron biến thành một proton và một hạt e - : n p + e - . Sự phóng xạ không phụ thuộc vào các điều kiện bên ngoài như áp suất, nhiệt độ, ánh sáng. Cứ sau một khoảng thời gian T gọi là chu kì bán rã thì số lượng hạt nhân phóng xạ giảm đi một nửa. Do dó ta viết: N = N 0 . Hoặc N = N 0 .e -λt với λ = ln2/T Từ đó ta cũng có: m = m 0 .e -λt = m 0 . . n = n 0 .e -λt = n 0 . . Độ phóng xạ hay hoạt độ phóng xạ là số hạt phóng xạ trong một giây. Một phóng xạ trên giây gọi là một Bec-cơ-ren (Bq), 1 Curi (Ci) là 3,7.10 10 phóng xạ trên giây: 1 Ci = 3,7.10 10 Bq. Ta cũng có: H = H 0 .e -λt = H 0 . . 2 3. Phản ứng hạt nhân Phản ứng hạt nhân là tương tác của các hạt nhân dẫn đến sự tạo thành các hạt nhân khác. Trong phản ứng hạt nhân, khối lượng có thể thay đổi nhưng các đại lượng sau đây được bảo toàn: • Tổng số khối của các hạt nhân • Tổng điện tích của các hạt nhân • Năng lượng của các hạt nhân • Động lượng của các hạt nhân. 4. Phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch Phản ứng phân hạch là sự hấp thụ notron của một hạt nhân số khối lớn rồi vỡ thành hai hạt nhân trung bình. Phản ứng này thường kèm theo sự phóng ra các notron khác. Tùy theo hệ số nhân notron (số notron phát ra trong mỗi phản ứng) và kết cấu của mẫu chất mà phản ứng được duy trì hay không. Phản ứng nhiệt hạch là sự kết hợp giữa các hạt nhân nhẹ dưới tác dụng của nhiệt độ cao thành các hạt nhân lớn hơn. Nhiệt độ cho phản ứng này xảy ra là hàng triệu độ. Do đó, để phản ứng nhiệt hạch xảy ra, trước đó cần có một phản ứng phân hạch II. TÓM TẮT CÔNG THỨC Nội dung Các công thức Ghi chú Cấu trúc hạt nhân. Độ hụt khối, năng lượng liên kết n = N = n.N A . Δm = Zm p + Nm n – m = Zm p + (A - Z)m n – m E lk = Δm.c 2 Phóng xạ. Định luật phóng xạ m = m 0 .e -λt = m 0 . n = n 0 .e -λt = n 0 . H = - = - N’ = λN H = H 0 .e -λt = H 0 . Phản ứng hạt nhân. Các định luật bảo toàn Q tỏa = (m 1 – m 2 )c 2 Q thu = (m 2 – m 1 )c 2 K 2 = K 1 + Q tỏa = K 1 - Q thu P = mv, p 2 = 2mK 3 III. DẠNG BÀI CƠ BẢN Ví dụ 1: Hạt nhân Natri có kí hiệu và khôí lượng của nó là m Na = 22,983734 u, biết m p = 1,0073 u, m n = 1,0087 u. a. Tính số hạt notron có trong hạt nhân Na. b. Tính số nuclon có trong 11,5 g Na. c. Tính độ hụt khối và năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Na. Lời giải: a. Số notron của Na: N* = 23 – 11 = 12. b. Số mol Na có trong 11,5 g Na: n = = 0,5. Số nguyên tử chứa trong đó: N = n.N A = 0,5.6,02.10 23 = 3,01.10 23 . Mối nguyên tử Na có 23 nuclon, vậy trong từng đó nguyên tử thì số nuclon là: N 1 = N.23 = 69,23.10 23 . c. Độ hụt khối: Δm = 11. 1,0073 + 13. 1,0087 - 22,9837 = 0,201 (u) Năng lượng liên kết của Na: E lk = 0,201.931 = 187 (MeV). Bài 1: Phóng xạ. Hoạt độ phóng xạ Phương pháp giải: • Hoạt độ phóng xạ hay độ phóng xạ: H = - = - N’ = λN. • Khối lượng của chất phóng xạ phụ thuộc t theo công thức: m = m 0 .e -λt = m 0 . . • Số mol của chất phóng xạ phụ thuộc t theo công thức: n = n 0 .e -λt = n 0 . . • Độ phóng xạ của chất phóng xạ phụ thuộc t theo công thức: H = H 0 .e -λt = H 0 . . Ví dụ 2: Urani 238 92 U có chu kì bán rã là 4,5.10 9 năm. a. Giả sử rằng tuổi của Trái Đất là 5 tỉ năm. Hãy tính lượng còn lại của 1 g U238 kể từ khi Trái Đất hình thành. b. Tính độ phóng xạ của một mol U238 và độ phóng xạ của lượng còn lại sau thời gian 2,25 tỉ năm. Lời giải: Bài 1: Cấu trúc hạt nhân. Năng lượng liên kết Phương pháp giải: • Số proton trong hạt nhân: Z • Số nuclon: A • Số notron: A - Z • Độ hụt khối: Δm = Zm p + Nm n – m = Zm p + (A - Z)m n - m • Năng lượng liên kết: E lk = Δm.c 2 . 4 a. Khối lượng chất phóng xạ được tính theo công thức: m = m 0 . . Thay số m0 = 1g, t = 5.10 9 , T = 4,5.10 9 ta tính được m = 0,463 g. b. Độ phóng xạ được tính theo công thức: H = λN Trong đó λ = ln2/T với T tính ra giây. λ = ln2/(4,5.10 9 .365.86400) N = nN A = 6,02.10 23 . Thay số ta tính được H = 2,94.10 6 Bq. Độ phóng xạ phụ thuộc thời gian theo công thức: H = H 0 .e -λt = H 0 . . Với t = 2,25.10 9 năm thì H = 2,94.10 6 . = 2,1.10 6 (Bq). Bài 2: Tìm chu kì phóng xạ. Tìm tuổi của cổ vật Phương pháp giải: • Sử dụng các công thức về sự phóng xạ như dạng 3 nêu ở trên. • Xét công thức: m = m 0 . .  = -log 2  Ta có thể tính t hoặc T. • Abc Ví dụ 3: Khi phân tích một mẫu gỗ, người ta thấy 87,5% số nguyên tử đồng vị phóng xạ 14 6 C đã bị phân rã thành các nguyên tử 17 7 N . Biết chu kì bán rã của 14 6 C là 5570 năm. Tuổi của mẫu gỗ này là bao nhiêu? Lời giải: Khi 87,5% số nguyên tử bị phóng xạ thì số nguyên tử còn lại chỉ là 22,5 % tức là: N = 0,225N 0 . Mà N = N 0 . => = 0,225  = - log 2 0,225 = 2,15  t = 2,15T. Thay số ta tính được 11976 (năm). 5 Bài 3: Chất phóng xạ và chất tạo thành Phương pháp giải: • Lưu ý rằng có bao nhiêu hạt phóng xạ thì có bấy nhiêu hạt tạo thành. • Số hạt đã phóng xạ (chính là số hạt tạo thành) được tính: Nếu thời gian so sánh được với chu kì: ΔN = N 0 – N = N 0 (1 - ). Nếu thời gian rất nhỏ so với chu kì: ΔN = H.Δt = λN.Δt • Tỉ số số hạt chất còn lại trên số hạt chất tạo thành: = ( )/(1 - ). • Tỉ số khối lượng chất còn lại trên khối lượng chất tạo thành: = . . Ví dụ 4: Urani 238 92 U có chu kì bán rã là 4,5.10 9 năm. Khi phóng xạ α, urani biến thành Thôri 234 90 Th . Ban đầu có 23,8 g urani. a. Tính số hạt và khối lượng Thori sau 9.10 9 năm. b. Tính tỉ số số hạt và tỉ số khối lượng sau 4,5,10 9 năm. Lời giải: Phương trình phóng xạ:  + α Ta thấy một nguyển tử U phóng xạ cho một nguyên tử Th Trong 23,8 g U ban đầu tương đương 1 mol thì có 6,02.10 22 nguyển tử U. a. Sau thời gian 9.10 9 năm tương đương 2 chu kì, số lượng hạt U sẽ giảm đi 4 lần, tức là còn lại ¼, hay số hạt phóng xạ là ¾. Vậy số hạt U phóng xạ hay số hạt Th tạo thành là: N Th = ¾.6,02.10 22 = 4,515.10 22 . Ta cũng thấy rằng ¾ khối lượng U đã phóng xạ hay 17,85 g U đã phóng xạ. Cứ 238 g U phóng xạ thì tạo thành 234 g Th. Vậy khối lượng Th tạo thành là: m Th = 17,85. = 17,55 (g). b. Căn cứ lập luận ở trên, ta thấy tỉ số giữa số hạthạt là 1/3. Khối lượng U còn lại là: ¼.23,8 = 5,95. Tỉ số giữa khối lượng và là: 5,95:17,55 = 0,339 1/2,95. Ta thấy rằng tỉ số khối lượng khác tỉ số số hạt của các chất urani và thori. Bài 4: Bài toán hai chất phóng xạ với chu kì bán rã khác nhau Phương pháp giải: • Viết biểu thức số hạt hoặc khối lượng còn lại của các chất phóng xạ • Thiết lập tỉ số của số hạt hoặc khối lượng các chất phóng xạ 6 Ví dụ 5: Cho biết 238 92 U và 235 92 U là các chất phóng xạ có chu kì bán rã lần lượt là T 1 = 4,5.10 9 năm và T 2 =7,13.10 8 năm. Hiện nay trong quặng urani thiên nhiên có lẫn U238 và U 235 theo tỉ lệ 160 : 1. Giả thiết ở thời điểm tạo thành Trái Đất tỉ lệ 1:1. Cho ln10 = 2,3; ln2 = 0,693. Tuổi của Trái Đất là bao nhiêu? Lời giải: Gọi N 0 là số hạt ban đầu (khi Trái Đất hình thành) của U238 và U235. Số hạt U238 hiện nay là: N 1 = N 0 . Số hạt U235 hiện nay là: N 2 = N 0 .  = Ta thấy chu kì bán rã của U235 nhỏ hơn, tức là U235 phóng xạ nhanh hơn, suy ra rằng số hạt còn lại của nó phải ít hơn. Kết hợp giả thiết ta có = 160.  = 160  t( ) = log 2 160  t( ) = log 2 16 +  t( ) = 7,32  t = 7,32.  t= 6,2.10 9 (năm) Theo tính toán trên, tuổi của Trái Đất là 6,2 tỉ năm. 7 Bài 5: Tính năng lượng tỏa ra hay thu vào trong phản ứng hạt nhân. Điều kiện phản ứng Phương pháp giải: • Gọi m 1 , m 2 là khối lượng trước và sau phản ứng. • Nếu m 1 > m 2 thì phản ứng tỏa một lượng năng lượng Q = (m 1 - m 2 )c 2 . • Nếu m 2 > m 1 thì phản ứng thu một lượng năng lượng Q = (m 2 – m 1 )c 2 . • Điều kiện để phản ứng xảy ra là phải nhận đủ năng lượng cần thu vào. Năng lượng đó có thể là động năng của các hạt đạn. Ví dụ 6: Xét phản ứng hạt nhân xảy ra khi dùng hạt α bắn phá nhân Al: 27 30 13 15 Al P n α + → + . Biết khối lượng hạt nhân: m Al = 26,974 u; m α = 4,0015 u; m p = 29,97 u; m n = 1,0087 u. Động năng tối thiểu của hạt α để phản ứng xảy ra là bao nhiêu? Lời giải: Xét phương trình phản ứng: 27 30 13 15 Al P n α + → + Khối lượng trước phản ứng: m 1 = m Al + m α = 26,974 + 4,0016 = 30,9756 (u) Khối lượng sau phản ứng: m 2 = m Al + m α = 29,79 + 1,0087 = 30,9787 (u) Vậy phản ứng trên là phản ứng thu năng lượng. W đ1 - W đ2 = (m 2 – m 1 )c 2 = (30,9787 - 30,9756).931 = 2,89 (MeV). Sau phản ứng, các hạt sinh ra có động năng. Trường hợp tối thiểu các hạt sinh ra có động năng bằng 0, tức là W đ2 = 0. Khi đó động năng của các hạt ban đầu, hay hạt α là 2,88 MeV. Ví dụ 7: Cho phản ứng hạt nhân: + p  + . Biết khối lượng hạt nhân m Na = 22,983734u, m He = 4,001151u, m p = 1,007276u, m Ne = 19,986950u. Phản ứng này tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng. Lời giải: Khối lượng trước phản ứng: m 1 = m Na + m p = 22,983734 + 1,007276 = 23,99101 (u) Khối lượng sau phản ứng: m 2 = m He + m Ne = 4,001151 + 19,986950 = 23,988101 (u) Phản ứng này tỏa ra một nhiệt lượng là: Q = (m 1 – m 2 )c 2 = (23,99101 - 23,988101).931 = 2,7 (MeV). Bài 6: Vận dụng các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân Phương pháp giải: • Bảo toàn số khối (số nuclon) • Bảo toàn điện tích • Bảo toàn năng lượng • Bảo toàn động lượng • Chú ý: Động lượng là một véc tơ. Ví dụ 8: Phản ứng phân rã uran có dạng 238 206 92 82 U Pb x y − → + α + β . Tính x và y trong phương trình trên. Lời giải: Theo định luật bảo toàn số khối ta có: 238 = 206 + 4x 8 Theo định luật bảo toàn điện tích ta có: 92 = 82 + 2x – y Từ đó suy ra x = 8; y = 6. Ví dụ 9: Đồng vị phóng xạ pôlôni 210 84 Po là chất phóng xạ α tạo thành hạt nhân X. Cho 2 Po X m 209,9828u;m 4,0015u;m 205,9744u;1u 931MeV / c α = = = = . Giả sử ban đầu hạt pôlôni đứng yên, động năng của hạt α là bao nhiêu? Lời giải: Ta có phương trình phóng xạ như sau:  + α Khối lượng trước phản ứng là m 1 = 209,9828 u. Khối lượng sau phản ứng là m 2 = 209,9759 u. Vậy phản ứng tỏa nhiệt. Nhiệt lượng tỏa ra là Q = (m 1 - m 2 )c 2 , hay Q = (209,9828 - 209,9759).931 = 6,42 (MeV). Động năng sau phản ứng bằng động năng trước phản ứng cộng với nhiệt tỏa ra. Theo giả thiết, động năng của Po ban đầu bằng 0, vậy tổng động năng của hạt X và α sinh ra bằng 6,42 MeV. K X + K α = 6,42 (*) Mặt khác theo định luật bảo toàn động lượng ta có: Po = X + α . Từ giả thiết suy ra X + α = 0  p X = p α  = (1) Ta biết rằng biểu thức của động lượng: p = mv, còn biểu thức động năng: K = mv 2 /2, suy ra p 2 = 2mK Vậy (*) có thể viết lại: = Với biểu thức trên, ta có thể lấy gần đúng m α 4, m X 206  K α = 51,5K X (**)  Giải hệ gồm (*) và (**) ta tính được K α = 6,3 MeV. Ví dụ 10: Bắn hạt nhân α có động năng 18 MeV vào hạt nhân 14 7 N đứng yên ta có phản ứng 14 17 7 8 N O p α + → + . Biết các hạt nhân sinh ra cùng véc tơ vận tốc. Cho m α = 4,0015u; m p = 1,0072u; m N = 13,9992u; m O =16,9947u; cho u = 931 MeV/c 2 . Động năng của hạt prôtôn sinh ra có giá trị là bao nhiêu? 9 Lời giải: Phương trình phản ứng hạt nhân: +  + Khối lượng trước phản ứng: m 1 = m α + m N = 4,0015 + 13,9992 = 18,0007 (u) Khối lượng sau phản ứng: m 2 = m O + m p = 16,9947 + 1,0072 = 18,0019 (u). Như vậy phản ứng thu năng lượng. Năng lượng thu vào: Q = (m 2 – m 1 )c 2 hay Q = (18,0019 - 18,0007).931 = 1,12 (MeV) Động năng các hạt sau phản ứng: K O + K α = 18 – 1,12 = 16,88 MeV (*) Các hạt O và α có cùng vận tốc nên tỉ số động năng của chúng bằng tỉ số khối lượng. Có thể lấy gần đúng khối lượng bằng số khối (với đơn vị u), ta có: = = 4,25 Thay vào hệ thức (*) ta tính được K α = 3,26 MeV và K O = 13,66 MeV. Chú ý: Chúng ta có hai bài toán phản ứng hạt nhân phổ biến là bài toán một hạt đứng yên vỡ thành hai hạtbài toán một hạt bay vào va chạm với một hạt đứng yên sinh ra hai hạt. IV. BÀI TẬP ÔN LUYỆN Bài tự luận: 9.1. Hạt nhân heli có 4,0015u. Tính năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng của hạt nhân hêli. Tính năng lượng tỏa ra khi tao thành 1g hêli. Cho biết khối lượng của prôton và nơtron là m p = 1,007276u và m n = 1,008665u; 1u = 931,5MeV/c 2 và số avôgađrô là N A = 6,022.10 23 mol -1 . 9.2. Tính năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân He 23 11 và Fe 56 26 . Hạt nhân nào bền vững hơn ? Cho m Na = 22,983734u ; m Fe = 55,9207u m n = 1,008665u ; m p = 1,007276u. 9.3. Pôlôni Po 210 84 là nguyên tố phóng xạ α, có chu kì bán rã 138 ngày, nó phóng ra 1 hạt α và biến đổi thành hạt nhân con X. a. Viết phương trình phản ứng. Nêu cấu tạo, tên gọi của hạt nhân X. b. Một mẫu pôlôni nguyên chất có khối lượng ban đầu 0,01g. Tính độ phóng xạ của mẫu chất trên sau 3 chu kì bán rã. 9.4. Hạt nhân C 14 6 là một chất phóng xạ, nó phóng xạ ra tia β - có chu kì bán rã là 5730 năm. a. Viết phương trình của phản ứng phân rã. b. Sau bao lâu lượng chất phóng xạ của một mẫu chỉ còn bằng 1/8 lượng chất phóng xạ ban đầu của mẫu đó. c. Trong cây cối có chất phóng xạ C 14 6 . Độ phóng xạ của một mẫu gỗ tươi và một mẫu gỗ cổ đại cùng khối lượng lần lượt là 0,25Bq và 0,215Bq. Tính tuổi của mẫu gổ cổ đại. 9.5. Phốt pho ( P 32 15 ) phóng xạ β - với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày và biến đổi thành lưu huỳnh (S). Viết phương trình của sự phóng xạ đó và nêu cấu tạo của hạt nhân lưu huỳnh. 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. 9.6. Phản ứng phân rã của urani có dạng: U 238 92 → Pb 206 82 + xα + yβ - . a. Tính x và y. 10 b. 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 ban đầu, độ phóng xạ sau 9.10 9 năm và số nguyên tử U 238 92 bị phân rã sau 5.10 9 năm. 9.7. Coban ( Co 60 27 ) phóng xạ β - với chu kỳ bán rã 5,27 năm và biến đổi thành niken (Ni). Viết phương trình phân rã và nêu cấu tạo của hạt nhân con. Hỏi sau bao lâu thì 75% khối lượng của một khối chất phóng xạ Co 60 27 phân rã hết. 9.8. Tìm năng lượng toả ra khi một hạt nhân urani 234 U phóng xạ tia α tạo thành đồng vị thori 230 Th. Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt α là7,10MeV; của 234 U là 7,63MeV; của 230 Th là 7,70MeV. 9.9. Hạt nhân triti (T) và đơteri (D) tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh ra hạt nhân X và hạt nơtron. Viết phương trình phản ứng và tìm năng lượng toả ra từ phản ứng. Cho biết độ hụt khối của hạt nhân triti là ∆m T = 0,0087u, của hạt nhân đơteri là ∆m D = 0,0024u, của hạt nhân X là ∆m X = 0,0305u, 1u = 931,5 MeV/c 2 . 9.10. Để đo chu kì bán rã của chất phóng xạ, người ta cho máy đếm xung bắt đầu đếm từ thời điểm t o = 0. Đến thời điểm t 1 = 2giờ, máy đếm được n 1 xung, đến thời điểm t 2 = 3t 1 , máy đếm được n 2 xung, với n 2 = 2,3n 1 . Xác định chu kì bán rã của chất phóng xạ. 9.11. Cho phản ứng hạt nhân 37 17 Cl + X → n + 37 18 Ar. Hãy cho biết đó là phản ứng tỏa năng lượng hay thu năng lượng. Xác định năng lượng tỏa ra hoặc thu vào. Biết khối lượng của các hạt nhân: m Ar = 36,956889u; m Cl = 36,956563u; m p = 1,007276u; m n = 1,008665u; u = 1,6605.10 -27 kg; vận tốc ánh sáng trong chân không c = 3.10 8 m/s. 9.12. Hạt nhân 226 88 Ra có chu kì bán rã 1570 năm phân rã thành 1 hạt α và biến đổi thành hạt nhân X. a. Viết phương trình phản ứng. b. Tính số hạt nhân X được tạo thành trong năm thứ 786. Biết lúc đầu có 2,26g radi. Coi khối lượng của hạt nhân tính theo u xấp xĩ bằng số khối của chúng và N A = 6,02.10 23 mol -1 . 9.13. Pôlôni 210 84 Po là một chất phóng xạ có chu kì bán rã 140 ngày đêm. Hạt nhân pôlôni phóng xạ sẽ biến thành hạt nhân chì (Pb) và kèm theo một hạt α. Ban đầu có 42mg chất phóng xạ pôlôni. Tính khối lượng chì sinh ra sau 280 ngày đêm. 9.14. Đồng vị 24 11 Na là chất phóng xạ β - và tạo thành đồng vị của magiê. Mẫu 24 11 Na có khối lượng ban đầu là m 0 = 0,24g. Sau 105 giờ, độ phóng xạ của nó giảm đi 128 lần. Cho N A = 6,02.10 23 (mol -1 ). a. Viết phương trình phản ứng. b. Tìm chu kì bán rã và độ phóng xạ ban đầu. c. Tìm khối lượng magiê tạo ra sau thời gian 45 giờ. 9.15. Cho phản ứng hạt nhân 230 90 Th → 226 88 Ra + X + 4,91MeV. a. Nêu cấu tạo của hạt nhân X. b. Tính động năng của hạt nhân Ra. Biết hạt nhân Th đứng yên. Lấy khối lượng gần đúng của các hạt nhân tính bằng đơn vị u có giá trị bằng số khối của chúng. 9.16. Cho phản ứng hạt nhân 9 4 Be + 1 1 H → X + 6 3 Li a. X là hạt nhân của nguyên tử nào và còn gọi là hạt gì? b. Hãy cho biết đó là phản ứng tỏa năng lượng hay thu năng lượng. Xác định năng lượng tỏa ra hoặc thu vào. Biết m Be = 9,01219u; m p = 1,00783u; m Li = 6,01513u; m X = 4,0026u; 1u = 931MeV/c 2 . 9.17. Dùng 1 prôton có động năng W p = 5,58MeV bắn phá hạt nhân 23 11 Na đứng yên sinh ra hạt α và X. Coi phản ứng không kèm theo bức xạ γ. a. Viết phương trình phản ứng và nêu cấu tạo hạt nhân X. b. Phản ứng trên thu hay tỏa năng lượng. Tính năng lượng đó. c. Biết động năng của hạt α là W α = 6,6MeV. Tính động năng của hạt nhân X. 9.18. Bắn hạt α có động năng 4MeV vào hạt nhân 14 7 N đứng yên thì thu được một hạt prôton và một hạt nhân X. a. Viết phương trình phản ứng, nêu cấu tạo của hạt nhân X và tính xem phản ứng đó tỏa ra hay thu vào bao nhiêu năng lượng. b. Giả sử hai hạt sinh ra có cùng tốc độ, tính động năng và tốc độ của prôton. Cho: m α = 4,0015u; m X = 16,9947u; m N = 13,9992u; m p = 1,0073u; 1u = 931MeV/c 2 ; c = 3.10 8 m/s. [...]... 19: Cho số Avogadro NA = 6,02.1023mol-1 Số hạt nhân nguyên tử có trong 100g iốt phóng xạ ( 53 I )là bao nhiêu? A 3,592.1023hạt B 4,595.1023hạt C 4,952 1023hạt D.5,426 1023hạt Câu 20: Chọn câu đúng Hạt nhân liti có 3 prôtôn và 4 nơtron Hạt nhân này có kí hiệu như thế nào? 4 3 3 Li B 3 Li C 4 Li D 7 Li Câu 21: Hạt nhân nguyên tử chì có 82 prôtôn và 125 nơtron Hạt nhân nguyên tử này có kí hiệu như thế... hạt nhân α có động năng Wα vào hạt nhân 14 7 D 9,12MeV N đứng yên ta có: α +14 N →17 O + p Biết 7 8 m α = 4, 0015u;m p = 1, 0072u;m N = 13, 9992u;m O = 16, 9947u;1u = 931MeV / c2 ; các hạt nhân sinh ra cùng vận tốc Động năng prôtôn sinh ra có giá trị là bao nhiêu? 1 1 Wα Wα D Wp = 62 45 27 30 Câu 74: Xét phản ứng hạt nhân xảy ra khi dùng hạt α bắn phá nhân: 13 Al + α → 15 P + n Biết khối lượng hạt nhân. .. 7 3 2 3 3 4 Câu 22: Cho 4 hạt nhân nguyên tử có kí hiệu tương ứng 1 D, 1T, 2 He, 2 He Những cặp hạt nhân nào là các hạt nhân đồng vị? A 2 1 3 D và 2 He 2 1 10 nhân 4 B Câu 23: Khối lượng của hạt D và 4 He 2 C 2 1 D và 4 He 2 D 2 1 D và 31T Be là 10,0113u; khối lượng của prôtôn m p = 1,0072u, của nơtron m n = 1,0086; 1u = 931 MeV/c 2 Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này là bao nhiêu? A 6,43 MeV... sử ban đầu hạt nhân radi đứng yên Tính động năng của hạt α và hạt nhân con sau phản ứng Cho khối lượng hạt α và hạt nhân con tính theo đơn vị u bằng số khối của chúng A C K α = 1, 055MeV;K x = 4,905MeV K α = 5,855MeV;K x = 0,1055MeV K α = 4, 905MeV;K x = 1, 055MeV D K α = 0,1055MeV;K x = 5,855MeV B Câu 72: Dùng ptôtôn có WP = 1,20 MeV bắn vào hạt nhân 7 Li đứng yên thì thuđược hai hạt nhân 4 He có cùng...11 Bài trắc nghiệm: Lý thuyết 23 Năng lượng liên kết của hạt α là 28,4MeV, của hạt 11 Na là 186,6MeV Hạt A hạt nhân nào có năng lượng liên kết lớn hơn thì bền vững hơn Câu 1: 23 11 Na bền vững hơn hạt α là do: 23 B α là đồng vị phóng xạ còn 11 Na là đồng vị bền C hạt nhân có số khối càng lớn thì càng bền vững D hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì... xạ Câu 12: Trong các phản ứng hạt nhân, đại lượng nào được bảo toàn? A Tổng số prôtôn B Tổng số nuclôn C Tổng số nơtron D Tổng khối lượng các hạt nhân Câu 13: Các phản ứng hạt nhân không tuân thủ theo các định luật nào sau đây? A Bảo toàn năng lượng toàn phần B Bảo toàn điện tích C Bảo toàn động lượng D Bảo toàn khối lượng Câu 7: 12 Câu 14: Trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng các hạt tham... 6, 766.10 −10 J C ∆E = 5, 766.10 −10 J - B ∆E = 3, 766.10 −10 J D ∆E = 7, 766.10 −10 J 4 Câu 26: Cho hạt nhân 2 He lần lượt có khối lượng 4,001506u, mp=1,00726u, mn=1,008665u, u=931,5MeV/c2 Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 4 2 He có giá trị là bao nhiêu? A 7,066359 MeV B 7,73811 MeV C 6,0638 MeV D 5,6311 MeV Câu 27: Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 37 Cl Cho biết: mp = 1,0087u; mn... bán rã T và tại thời điểm ban đầu có 32N 0 hạt nhân Sau các khoảng thời gian T/2, 2T và 3T, số hạt nhân còn lại lần lượt bằng bao nhiêu? A 24N 0 ,12N 0 , 6N 0 B 16 D 16 C 16N 0 ,8N 0 , 4N 0 2N 0 ,8N 0 , 4N 0 2N 0 ,8 2N 0 , 4 2N 0 Câu 31: Một nguồn phóng xạ có chu kì bán rã T và tại thời điểm ban đầu có 48N o hạt nhân Hỏi sau khoảng thời gian 3T, số hạt nhân còn lại là bao nhiêu? A 4N0 B 6N0 Câu 32:... 1 37 Câu 62: Cho phản ứng hạt nhân: 17 Cl +1 H → n +18 Ar Cho biết khối lượng hạt nhân m Cl = 36,956563u , m Ar = 36,956889u, m p = 1, 00727u; m n = 1, 008670u Phản ứng sẽ là phản ứng gì? A Toả năng lượng 1,6MeV B Thu năng lượng 2,3MeV C Toả năng lượng 2,3MeV D Thu năng lượng 1,6MeV Câu 63: Cho phản ứng hạt nhân: 23 11 4 20 Na + p → 2 He + 10 He Biết khối lượng hạt nhân mNa = 22,983734u, mHe = 4,00... Được bảo toàn B Tăng, hoặc giảm tuỳ theo phản ứng C Giảm D Tăng Câu 15: Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng hạt nhân A toả một lượng nhiệt lớn B cần một nhiệt độ rất cao mới thực hiện được C hấp thụ một nhiệt lượng lớn D hạt nhân các nguyên tử bị nung chảy thành các nuclôn Cấu trúc hạt nhân Câu 16: Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo bởi những hạt nào? A Prôtôn B Nơtrôn C Prôton và nơtrôn Câu 17: Tính số nguyên . xạ. Định luật phóng xạ m = m 0 .e - t = m 0 . n = n 0 .e - t = n 0 . H = - = - N’ = λN H = H 0 .e - t = H 0 . Phản ứng hạt nhân. Các định luật bảo toàn Q. ra hai hạt. IV. BÀI TẬP ÔN LUYỆN Bài tự luận: 9.1. Hạt nhân heli có 4,0015u. Tính năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng của hạt nhân hêli. Tính
- Xem thêm -

Xem thêm: LÍ THUYẾT - BÀI TẬP VẬT LÍ HAT NHÂN CỰC HOT, LÍ THUYẾT - BÀI TẬP VẬT LÍ HAT NHÂN CỰC HOT, LÍ THUYẾT - BÀI TẬP VẬT LÍ HAT NHÂN CỰC HOT

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn