49 Ôn luyện kiến thức môn Vật lý Lớp 12 – Chương 9: Hạt nhân nguyên tử mới nhất

+ Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôtôn (p) (mang điện tích nguyên tố dương), và các nơtron (n) (trung hoà điện), gọi chung là nuclôn, liên kết với nhau bởi lực hạt nhân, đó là lực tương tác mạnh, là lực hút giữa các nuclôn, có bán kính tác dụng rất ngắn ( r

+ Hạt nhân của các nguyên tố ở ô thứ Z trong bảng HTTH, có nguyên tử số Z thì chứa Z prôton (còn gọi Z là điện tích hạt nhân) và N nơtron; A = Z + N được gọi A là số khối. Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôton Z, nhưng có số nơtron N (số khối A) khác nhau, gọi là các đồng vị.

Có hai loại đồng vị bền và đồng vị phóng xạ.

+ Kí hiệu hạt nhân: Cách 1 (thường dùng): , ví dụ .

Cách 2 (ít dùng): hoặc ; Cách 3 (văn bản): XA ví dụ: C12, C14, U238 . . .

+ Đơn vị khối lượng nguyên tử u có trị số bằng khối lượng của đồng vị ;

; NA là số avôgađrô NA = 5,023.1023/mol; u xấp xỉ bằng khối lượng của một nuclon, nên hạt nhân có số khối A thì có khối lượng xấp xỉ bằng A(u).

 

doc
15 trang
Người đăng
dung15
Lượt xem
615Lượt tải
0
Download
Bạn đang xem tài liệu “Ôn luyện kiến thức môn Vật lý Lớp 12 – Chương 9: Hạt nhân nguyên tử”, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ễn luyện kiến thức mụn Vật lý lớp 12 
Chương 9: hạt nhân nguyên tử
I. Hệ thống kiến thức trong chương:
1) Cấu tạo hạt nhân nguyên tử: 
 + Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôtôn (p) (mang điện tích nguyên tố dương), và các nơtron (n) (trung hoà điện), gọi chung là nuclôn, liên kết với nhau bởi lực hạt nhân, đó là lực tương tác mạnh, là lực hút giữa các nuclôn, có bán kính tác dụng rất ngắn ( r < 10-15 m).
+ Hạt nhân của các nguyên tố ở ô thứ Z trong bảng HTTH, có nguyên tử số Z thì chứa Z prôton (còn gọi Z là điện tích hạt nhân) và N nơtron; A = Z + N được gọi A là số khối. Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôton Z, nhưng có số nơtron N (số khối A) khác nhau, gọi là các đồng vị.
Có hai loại đồng vị bền và đồng vị phóng xạ.
+ Kí hiệu hạt nhân: Cách 1 (thường dùng): , ví dụ .
Cách 2 (ít dùng): hoặc ; Cách 3 (văn bản): XA ví dụ: C12, C14, U238 . . .
+ Đơn vị khối lượng nguyên tử u có trị số bằng khối lượng của đồng vị ;
; NA là số avôgađrô NA = 5,023.1023/mol; u xấp xỉ bằng khối lượng của một nuclon, nên hạt nhân có số khối A thì có khối lượng xấp xỉ bằng A(u).
+ Khối lượng của các hạt: - Prôton: mp = 1,007276 u; nơtron: mn = 1,008665 u; 
- êlectron: me = 0,000549 u.
+ Kích thước hạt nhân: hạt nhân có bán kính (m).
+ Đồng vị: là những hạt nhân chứa cùng số prôton Z (có cùng vị trí trong bản HTTH), nhưng có số nơtron khác nhau.
2) Năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng:
+ Độ hụt khối: Độ giảm khối lượng của hạt nhân so với tổng khối lượng các nuclon tạo thành. Dm = m0 - m = Z.mP + (A-Z).mn - m; m là khối lượng hạt nhân, nếu cho khối lượng nguyên tử ta phải trừ đi khối lượng các êlectron.
+ Năng lượng liên kết (NNLK) : DE = Dm.c2.
- Độ hụt khối lớn thì NNLK lớn. Hạt nhân có năng lượng liên kết lớn thì bền vững.
- Tính năng lượng liên kết theo MeV: DE = khối lượng(theo u)´giá trị 1u(theo MeV/c2)
- Tính năng lượng theo J: E = năng lượng(theo MeV) ´ 1,6.10-13.
+ Năng lượng liên kết riêng (NLLKR) là năng lượng liên kết cho 1 nuclon. 
Hạt nhân nào có năng lượng liên kết riêng lớn hơn thì bền vững hơn.
+ Đơn vị năng lượng là: J, kJ, eV, MeV.
 Đơn vị khối lượng là: g, kg, J/c2; eV/c2; MeV/c2.
; ; . (tuỳ theo đầu bài cho).
3) Phóng xạ
a) Hiện tượng một hạt nhân bị phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác gọi là hiện tượng phóng xạ.
Đặc điểm của phóng xạ: nó là quá trình biến đổi hạt nhân, không phụ thuộc vào yếu tố bên ngoài (nhiệt độ, áp suất, môi trường xung quanh) mà phụ thuộc vào bản chất của hạt nhân (chất phóng xạ).
b) Tia phóng xạ không nhìn thấy, gồm nhiều loại: α, β-, β+, γ. 
+ Tia anpha (a) là hạt nhân của hêli . Mang điện tích +2e, chuyển động với vận tốc ban đầu khoảng 2.107 m/s. Tia a làm iôn hoá mạnh nên năng lượng giảm nhanh, trong không khí đi được khoảng 8cm, không xuyên qua được tấm bìa dày 1mm.
+ Tia bêta: phóng ra với vận tốc lớn có thể gần bằng vận tốc ánh sáng. Nó cũng làm iôn hoá môi trường nhưng yếu hơn tia a. Trong không khí có thể đi được vài trăm mét và có thể xuyên qua tấm nhôm dày cỡ mm. có hai loại:
- Bê ta trừ β- là các electron, kí hiệu là 
- Bêta cộng β+ là pôzitron kí hiệu là , có cùng khối lượng với êletron nhưng mang điện tích +e còn gọi là êlectron dương.
- Tia γ là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (ngắn hơn tia X) cỡ nhỏ hơn 10-11m. Nó có tính chất như tia X, nhưng mạnh hơn. Có khả năng đâm xuyên mạnh, rất nguy hiểm cho con người.
Chú ý: Mỗi chất phóng xạ chỉ có thể phóng ra một trong 3 tia: hoặc a, hoặc b-, hoặc b+ và có thể kèm theo tia g. Tia g là sự giải phóng năng lượng của chất phóng xạ.
c) Định luật phóng xạ: (2 cách)
+ Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi thời gian T gọi là chu kỳ phân rã. Cứ sau thời gian T một nửa số hạt nhân của nó biến đổi thành hạt nhân khác.
N(t) = N0.2-k với hay N(t) = N0.e-lt; là hằng số phóng xạ. ln2 = 0,693.
Khối lượng chất phóng xạ: m(t) = m0. e-lt; hay m(t) = m0.2-k
+ Trong quá trình phân rã, số hạt nhân (khối lượng) phóng xạ giảm với thời gian theo định luật hàm số mũ với số mũ âm.
Chu kỳ bán rã T của một chất phóng xạ là thời gian sau đó số hạt nhân của một lượng chất ấy chỉ còn bằng một nửa số hạt nhân ban đầu N0. Số hạt nhân N hoặc khối lượng m của chất phóng xạ giảm với thời gian t theo định luật hàm số mũ: , λ là hằng số phóng xạ, tỉ lệ nghịch với chu kỳ bán rã: .
d) Độ phóng xạ của một chất phóng xạ được xác định bằng số hạt nhân phân rã trong 1 giây.
+ Kí hiệu H: H = . 
Hay H = l.N; H0 = lN0 là độ phóng xạ ban đầu.
Độ phóng xạ của một lượng chất bằng số hạt nhân của nó nhân với hằng số phóng xạ.
e) Trong phân rã α hạt nhân con lùi hai ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ.
- Trong phân rã β- hoặc β+ hạt nhân con tiến hoặc lùi một ô trong bẳng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ.
- Trong phân rã γ hạt nhân không biến đổi mà chỉ chuyển từ mức năng lượng cao xuống mức năng lượng thấp hơn.
- Vậy một hạt nhân chỉ phóng ra một trong 3 tia là a hoặc b- hoặc b+ và có thể kèm theo tia g.
f) Có đồng vị phóng xạ tự nhiên và nhân tạo. Đồng vị phóng xạ nhân tạo cò cùng tính chất với đồng vị bền của nguyên tố đó.
+ ứng dụng: phương pháp nguyên tử đánh dấu: y khoa (chẩn đoán và chữa bệnh), trong sinh học nghiên cứu vận chuyển các chất; khảo cổ: xác định tuổi cổ vật dùng phương pháp cácbon14 (có T = 5730 năm), 
4) Phản ứng hạt nhân:
 a) Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa hai hạt nhân dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt khác. 
+ Phương trình tổng quát: A + C đ C + D. trong đó A, B là các hạt tương tác, còn B, C là hạt sản phẩm (tạo thành). Một trong các hạt trên có thể là a (),, , , (hay ).
+ Phóng xạ là loại phản ứng hạt nhân đặc biệt của phương trình phản ứng: Ađ B + C.
+ Phản ứng hạt nhân nhân tạo tạo nên đồng vị phóng xạ nhân tạo.
b) Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân:
+ Định luật bảo toàn nuclon (số khối A): Tương tác 2 hạt nhân là tương tác giữa các nuclon, prôton có thể biến đổi thành nơtron và ngược lại; tổng số prôton và nơtron là nuclon không đổi.
A1 + A2 = A3 + A4.
 + Định luật bảo toàn điện tích (nguyên tử số Z): Tương tác 2 hạt nhân là tương tác hệ kín (cô lập) về điện, nên điện tích bảo toàn (tổng điện tích trước và sau phản ứng bằng nhau)..
Z1 + Z2 = Z3 + Z4.
 + Định luật bảo toàn động lượng: Tương tác 2 hạt nhân là tương tác hệ kín (cô lập) nên động lượng bảo toàn (động lượng trước và sau phản ứng bằng nhau)..
 hay 
+ Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần (Gồm năng lượng nghỉ và các năng lượng thông thường khác như động năng, nhiệt năng . . .): trong phản ứng hạt nhân, năng lượng toàn phần không đổi (năng lượng trước và sau phản ứng bằng nhau). M0c2 + E1 = Mc2 + E2.
Với M0 = mA + mB; M = mC + mD; E1 là động năng của các hạt trước phản ứng, E2 là động năng của các hạt sau phản ứng và các năng lượng khác.
+ Trong phản ứng hạt nhân không có định luật bảo toàn khối lượng: khối lượng các hạt trước và sau phản ứng không bao giờ bằng nhau, vì độ hụt khối của các hạt nhân không giống nhau.
c) Quy tắc dịch chuyển phóng xạ:
+ Phóng xạ ra a: đ hạt nhân tạo thành lùi 2 ô và số khối giảm 4 đơn vị.
+ Phóng xạ ra bêta trừ b- : đ hạt nhân tạo thành tiến 1 ô, số khối không đổi.
+ Phóng xạ ra bêta cộng b+ : đ hạt nhân tạo thành lùi 1 ô, số khối không đổi.
d) Trong phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng M0 (M0 = mA + mB) của các hạt nhân tham gia phản ứng khác tổng khối lượng M (M = mC + mD) của các hạt tạo thành. Nếu M < M0 (hay độ hụt khối các hạt tạo thành lớn hơn độ hụt khối các hạt nhân tham gia phản ứng) thì phản ứng toả năng lượng và ngược lại: M0 < M thì phản ứng hạt nhân thu năng lượng. Năng lượng của phản ứng hạt nhân là: DE = DM.c2.
e) 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 chậm sẽ vỡ thành hai hạt trung bình, cùng với N nơtron là sự phân hạch. . 
N từ 2 đến 3; A và A’ từ 80 dến 160.
+Nếu sự phân hạch liên tiếp xảy ra gọi là phản ứng dây chuyền, khi đó toả ra năng lượng rất lớn. 
Điều kiện có phản ứng dây chuyền: Hệ số nhân nơtrơn k ³ 1. k < 1 không xảy ra phản ứng. 
k = 1 gọi là tới hạn: phản ứng kiểm soát được. k > 1: vượt hạn phản ứng không kiểm soát được. Vì vậy khối lượng U235 phải đạt giá trị nhỏ nhất gọi là khối lượng tới hạn: mth. (nguyên chất là 1kg)
+ 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).
 Thí dụ : +3,25MeV.
 +17,6MeV.
So với phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng lớn hơn nhiều khi có cùng khối lượng nhiên liệu.
II. bài tập cơ bản:
Bài 1. Khối lượng nguyên tử của rađi Ra226 là m = 226,0254 u .
 a/ Hãy chỉ ra thành phần cấu tạo hạt nhân Rađi ?
 b/ Tính ra kg của 1 mol nguyên tử Rađi , khối lượng 1 hạt nhân , 1 mol hạt nhân Rađi?
 c/ Tìm khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử cho biết bán kính hạt nhân được tính theo công thức : r = r0.A1/3 . với r0 = 1,4.10—15m , A là số khối .
 d/ Tính năng lượng liên kết của hạt nhân , năng lượng liên kết riêng , biết mp = 1,007276u , 
mn = 1.008665u ; me = 0,00549u ; 1u = 931MeV/c2 .
 Giải :
 a/ Rađi hạt nhân có 88 prôton , N = 226 – 88 = 138 nơtron 
 b/ m = 226,0254u.1,66055.10—27 = 375,7.10—27 kg
 Khối lượng một mol : mmol = mNA = 375,7.10—27.6,022.1023 = 226,17.10—3 kg = 226,17g
 Khối lượng một hạt nhân : mhn = m – Zme = 259,977u = 3,7524.10—25kg
 Khối lượng 1mol hạt nhân : mmolhn = mnh.NA = 0,22589kg
 c/ Thể tích hạt nhân : V = 4pr3/3 = 4pr03A/ 3 . 
 Khối lượng riêng của hạt nhân : D = 
 d/ Tính năng lượng liên kết của hạt nhân : DE = Dmc2 = {Zmp + (A – Z)mn – m}c2 = 1,8197u
 DE = 1,8107.931 = 1685 MeV
 Năng lượng liên kết riêng : e = DE/A = 7,4557 MeV.
Bài 2. Chất phóng xạ phóng ra tia a thàng chì .
 a/ Trong 0,168g Pôlôni có bao nhiêu nguyên tử bị phân dã trong 414 ngày đêm , xác định lượng chì tạo thành trong thời gian trên ?
 b/ Bao nhiêu lâu lượng Pôlôni còn 10,5mg ? Cho chu kỳ bán dã của Pôlôni là 138 ngày đêm .
 Giải :
 a/ Số nguyên tử Pôlôni lúc đầu : N0 = m0NA/A , với m0 = 0,168g , A = 210 , NA = 6,022.1023
 Ta thấy t/T = 414/138 = 3 nên áp dụng công thức : N = N02—t/T = N02—3 = N0/8 .
 Số nguyên tử bị phân dã là : DN = N0 – N = N0(1 – 2—t/T) = 7N0/8 = 4,214.1020 nguyên tử .
 Số nguyên tử chì tạo thành bằng số nguyên tử Pôlôni phân rã trong cùng thời gian trên . Vì vậy thời gian trên khối lượng chì là : m2 = DN.A2/NA , với A2 = 206 . Thay số m2 = 0,144g .
 b/ Ta có : m0/m = 0,168/0,0105 = 16 = 24 . Từ công thức m = m02—t/T => m0/m = 2t/T = 24 
Suy ra t = 4T = 4.138 = 552 ngày đêm.
Bài 3. 0,2mg Ra226 phóng ra 4,35.108 hạt a trong 1 phút . Hãy tính chu kỳ bán rã của Rađi . (cho thời gian quan sát t << T) .
 Giải :
 Số hạt anpha phóng xạ có trị số bằng số nguyên tử bị phân dã : DN = N0 – N = N0(1- ) .
Vì t << T nên DN = N0lt = N0.0,693t/T ; với N0 = m0NA/A . 
Vậy T = . Thay số : m0 = 0,2mg = 2.10—4g , t = 60s , DN = 4,35.108 , A = 226
NA = 6,023.1023 ta được T = 5,1.1010s ằ 169 năm.
Bài 4. Vào đầu năm 1985 phòng thí nghiệm nhân mẫu quặng chứa c ... 
9.14. Chọn A.
9.15. Chọn A.
9.16. Chọn C.
9.17. Chọn C.
9.18. Chọn C.
9.19. Chọn D.
9.20. Chọn C.
9.21. Chọn C.
9.22. Chọn A. 
9.23. Chọn D.
9.24. Chọn B.
9.25. Chọn B.
9.26. Chọn D.
9.27. Chọn A.
9.28. Chọn D.
9.29. Chọn C.
9.30. Chọn A.
9.31. Chọn B.
9.32. Chọn B. 
9.33. Chọn A.
9.34. Chọn A.
9.35. Chọn A.
9.36. Chọn D.
9.37. Chọn B.
9.38. Chọn C.
9.39. Chọn D.
9.40. Chọn A. 
9.41. Chọn B.
9.42. Chọn C.
9.43. Chọn A.
9.44. Chọn B.
9.45. Chọn B.
9.46. Chọn A 
9.47. Chọn A.
9.48. Chọn A.
9.49. Chọn A.
9.50. Chọn D.
9.51. Chọn B.
9.52. Chọn C. 
9.53. Chọn C.
9.54. Chọn C.
9.55. Chọn D.
9.56. Chọn A.
9.57. Chọn D.
9.58. Chọn A.
9.59. Chọn B.
9.60. Chọn C.
9.61. Chọn B.
9.62. Chọn B.
9.63. Chọn B.
9.64. Chọn C.
9.65. Chọn C. 
9. 66. Chọn C. 
9.67. Chọn D.
9.68 Chọn A.
9.69 Chọn B.
9.70 Chọn C.
9.71 Chọn B.
9.72 Chọn A.
9.73 Chọn A.
9.74 Chọn C.
9.75 Chọn B.
9.76 Chọn C.
9.77 Chọn D.
9.78 Chọn B.
9.79 Chọn C
9.80 Chọn B.
9.81 Chọn A.
9.82 Chọn D.
9.83 Chọn A.
9.84 Chọn B.
9.85 Chọn A.
9.86 Chọn A.
9.87 Chọn B.
9.88 Chọn C.
9.89 Chọn D.
Hướng dẫn giải và trả lời chương 9
9.1. Chọn D.Hướng dẫn: Cả ba ý trên đều đúng.
9.2. Chọn B.Hướng dẫn: Nơtron không mang điện.
9.3. Chọn A.Hướng dẫn: Đồng vị là nguyên tố mà hạt nhân có cùng prôton nhưng nơtron hay số nuclon khác nhau.
9.4. Chọn C.Hướng dẫn: Theo quy ước về ký hiệ hạt nhân nguyên tử: Hạt nhân nguyên tử cấu tạo gồm Z prôton và (A – Z) nơtron được kys hiệu là .
9.5. Chọn C.Hướng dẫn: Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôton và các nơtron.
9.6. Chọn B.Hướng dẫn: Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có cùng số prôton, nhưng khác nhau số nơtron.
9.7. Chọn B.Hướng dẫn: Khối lượng nguyên tử được đo bằng các đơn vị: Kg, MeV/c2, u.
9.8. Chọn C. Hướng dẫn: Theo định nghĩa về đơn cị khối lượng nguyên tử: u bằng khối lượng của một hạt nhân nguyên tử Cacbon 
9.9. Chọn D.Hướng dẫn: Hạt nhân có cấu tạo gồm: 92p và 146n.
9.10. Chọn B.Hướng dẫn: Khối lượng của một hạt nhân được tạo thành từ nhiều nuclôn thì bé hơn tổng khối lượng của các nuclôn, hiệu số Δm gọi là độ hụt khối. Sự tạo thành hạt nhân toả năng lượng tương ứng ΔE = Δmc2, 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. Năng lượng liên kết là năng lượng tỏa ra khi các nuclon liên kết với nhau tạo thành hạt nhân.
9.11. Chọn D.Hướng dẫn: Năng lượng liên kết của hạt nhân là:
 = 2,23MeV.
9.12. Chọn A.Hướng dẫn: Năng lượng toả ra khi tổng hợp được một hạt α từ các nuclôn là . Năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1mol khí Hêli là:
 E = NA.ΔE = 2,7.1012J
9.13. Chọn C.Hướng dẫn: Hạt nhân có cấu tạo gồm: 27 prôton và 33 nơtron 
9.14. Chọn A.Hướng dẫn: Độ hụt khối của hạt nhân là:
 = 4,544u
9.15. Chọn A.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.14.
9.16. Chọn C.Hướng dẫn: Xem định ngiã phóng xạ.
9.17. Chọn C.Hướng dẫn: Xem tính chất các tia phóng xạ.
9.18. Chọn C.Hướng dẫn: Xem tính chất các tia phóng xạ.
9.19. Chọn D.Hướng dẫn: Cả 3 ý trên đều đúng.
9.20. Chọn C.Hướng dẫn: Vận tốc tia anpha cỡ 2.107m/s.
9.21. Chọn C.Hướng dẫn: Tia beta trừ có khả năng đâm xuyên nhưng chỉ có thể qua lá nhom dày cỡ mm.
9.22. Chọn A.Hướng dẫn: Tia b+ còng gọi là electron dương.
9.23. Chọn D.Hướng dẫn: Tia g là sóng điện từ, có bước sóng ngắn hơn tia X, có tính chất gióng tia X nhưng khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia X.
9.24. Chọn B.Hướng dẫn: hoặc 
9.25. Chọn B.Hướng dẫn: Độ phóng xạ giảm theo quy luật hàm số mũ âm.
9.26. Chọn D.Hướng dẫn: Cả 3 ý trên đều đúng.
9.27. Chọn A.Hướng dẫn: Tia b- là êlectron.
9.28. Chọn D.Hướng dẫn: Cả 3 ý trên đều đúng.
9.29. Chọn C.Hướng dẫn: Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử phát ra các tia không nhìn thấy và biến đổi thành hạt nhân khác.
9.30. Chọn A.Hướng dẫn:
- Tia α là dòng các hạt nhân nguyên tử .
- Tia β- là dòng electron, tia β+ là dòng pôziton.
- Tia γ là sóng điện từ.
9.31. Chọn B.Hướng dẫn: Độ phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ và được đo bằng số phân rã trong 1s. Nó cũng bằng số nguyên tử N nhân với λ. H giảm theo định luật phóng xạ giống như N: .
9.32. Chọn B.Hướng dẫn: Công thức tính độ phóng xạ: .
9.33. Chọn A.Hướng dẫn: Phương trình phản ứng hạt nhân: , áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối ta có Z' = (Z + 1); A' = A.
9.34. Chọn A.
Hướng dẫn: Phương trình phản ứng hạt nhân: , áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối ta có Z' = (Z - 1); A' = A.
9.35. Chọn A.Hướng dẫn: Thực chất trong phóng xạ hạt prôton biến đổi thành hạt nơtron theo phương trình 
9.36. Chọn D.Hướng dẫn: Tia α là dòng các hạt nhân nguyên tử Hêli , khi đi qua điện trường giữa hai bản của tụ điện tia α bị lệch về phía bản âm. Tia α có khả năng ion hóa không khí rất mạnh.
9.37. Chọn B.Hướng dẫn: Một đồng vị phóng xạ không thể phóng ra đồng thời hạt và hạt . 
9.38. Chọn C.Hướng dẫn: áp dụng định luật phóng xạ . Sau 5 chu kỳ bán rã, chất phóng xạ còn lại là m = m0/32.
9.39. Chọn D.
Hướng dẫn: Chất phóng xạ bị phân rã 75%, còn lại 25%, suy ra m/m0 = 0,25 suy ra t/T = 2 → t = 30h.
9.40. Chọn A. Hướng dẫn: Khối lượng Co còn lại sau 1 năm là , khối lượng Co bị phân rã trong thời gian đó là m0 – m →Số phần trăm chất phóng xạ bị phân rã trong 1 năm là = 12,2%.
9.41. Chọn B.Hướng dẫn: Độ phóng xạ của tại thời điểm t là , độ phóng xạ giảm trong thời gian 12,5ngày là = 93,75%, tư đây ta tinh được T = 3,8ngày.
9.42. Chọn C.Hướng dẫn: Tính chu kỳ bán rã T: Xem hướng dẫn câu 8.41, độ phóng xạ ban đầu H0 = λ.N0; độ phóng xạ tại thời điểm t = 12,5ngày là = 3,58.1011Bq
9.43. Chọn A.Hướng dẫn: Khối lượng còn lại được tính theo công thức: suy ra t = 916,85 ngày.
9.44. Chọn B.Hướng dẫn: Phương trình phân rã , mỗi phân rã toả ra một năng lượng = 5,4MeV.
9.45. Chọn B.Hướng dẫn: Phương trình phân rã , mỗi phân rã toả ra một năng lượng = 5,4MeV. Năng lượng toả ra khi 10g phân rã hết là = 2,5.1010J.
9.46. Chọn A.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.44, gọi động năng của Po là KPo, của Pb là KPb của hạt α là Kα theo bảo toàn năng lượng ta có KPb + Kα – KPo = ΔE. áp dụng định luật bảo toàn động . Ban đầu hạt nhân Po đứng yên nên KPo = 0 và ta suy ra hệ phương trình: giải hệ phương trình ta được Kα = 5,3MeV và KPb = 0,1MeV.
9.47. Chọn A.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.46
9.48. Chọn A.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.38
9.49. Chọn A.Hướng dẫn: Gọi số lần phóng xạ α là x, và số lần phóng xạ β- là y, phương trình phân rã là áp dụng định luật bả toàn số khối ta có: 234 = x.4 + y.0 + 206 → x = 7. áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có: 92 = x.2 + y.(-1) + 82 → y = 4.
9.50. Chọn D.Hướng dẫn: Khối lượng các hạt nhân không bảo toàn.
9.51. Chọn B.Hướng dẫn: Xem cách làm câu 9.49.
9.52. Chọn C.Hướng dẫn: Tương tác giữa hai hạt nhân. là phản ứng hạt nhân.
9.53. Chọn C.Hướng dẫn: Tổng số khối (nuclon) trong phản ứng luôn dương, bằng tổng 2 lần số khói trước hay sau phản ứng.
9.54. Chọn C.Hướng dẫn: Động lượng các tổng cộng các hạt nhân luôn khác không.
9.55. Chọn D.Hướng dẫn: Cả 3 ý trên đều đúng
9.56. Chọn A.Hướng dẫn: Xét phản ứng hạt nhân: , áp dụng định luật bảo toàn điện tích và định luật bảo toàn số khối ta được: Z = 2, A = 4. Vậy hạt nhân chính là hạt nhân (hạt α).
9.57. Chọn D.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.56
9.58. Chọn A.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.56
9.59. Chọn B.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.56
9.60. Chọn C.Hướng dẫn: Muốn tổng hợp được 1g khí Hêli ta phải thực hiện phản ứng. Tổng năng lượng toả ra là ΔE = 423,808.109J.
9.61. Chọn B.Hướng dẫn: Xét phản ứng: 
Tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng là M0 = mCl + mp = 37,963839u.
Tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng là M = mAr + mn = 37,965559u.
Ta thấy M0 < M suy ra phản ứng thu năng lượng và thu vào một lượng ΔE = 1,60132MeV.
9.62. Chọn B.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.60 với phản ứng hạt nhân: .
9.63. Chọn B.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.61 với phản ứng hạt nhân: 
9.64. Chọn C.Hướng dẫn: Xét phản ứng hạt nhân Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 9.56 ta thấy phản ứng thu vào ΔE = 2,7MeV. Động năng của hạt n là Kn = mnvn2/2, động năng của hạt P là KP = mPvP2/2, theo bài ra vn = vP suy ra Kn/KP = mn/mP. 
Theo định luật baor toàn năng lượng Kα + ΔE = Kn + KP → Kn = 0,013MeV, và Kn = 0,387MeV.
9.65. Chọn C.Hướng dẫn: Xem sự phân hạch.
9.66. Chọn C.Hướng dẫn: Chỉ có U235 hấp thụ nơtron chậm sữ sảy ra phân hạch.
9.67. Chọn D.Hướng dẫn: Điều kiện phản ứng dây chuyền k > 1
9.68. Chọn A.Hướng dẫn: Hai hạt nhân tạo ra sau phân hạch có thể là hạt nhân không có tính phóng xạ.
9.69. Chọn B.Hướng dẫn: Xem sự phân hạch.
9.70. Chọn C.Hướng dẫn: Hai hạt nhân tạo thành do phân hạch có thế là bền.
9.71. Chọn B.Hướng dẫn: Phản ứng phân hạch chỉ kiểm soát được khi k = 1.
9.72. Chọn A.Hướng dẫn: 1/ a/ Số hạt nhân urani trong 1 kg là : N = m.NA /A = 25,63.1023 hạt.
Năng lượng toả ra : Q = N.200MeV = 5,13.1026 MeV = 8,21.1013 J .
9.73. Chọn A.Hướng dẫn: Do hiệu suất nhà máy là 20% => P = 500 000KW cần phải có một công suất bằng : 
P' = 100P/20 = 5P . Nhiệt lượng tiêu thụ 1 năm : Q = 5P.365.24.3600 = 7,884.106 J.
Số hạt nhân phân dã là : N = Q/200MeV = 2,46.1027 hạt . 
Khối lượng hạt nhân tương ứng là: m = N.A/NA = 961kg.
9.74 Chọn C.Hướng dẫn: Hệ số nhân nơtron luôn bằng 1.
9.75. Chọn C.Hướng dẫn: Phản ứng nhiệt hạch sảy ra ở nhiệt độ rất cao.
9.76. Chọn C.Hướng dẫn: Xem hai loại phản ứng hạt nhân toả năng lượng.
9.77. Chọn D.Hướng dẫn: Xem điều kiện có phản ứng nhiệt hạch.
9.78. Chọn B.Hướng dẫn: Xem câu 9.77.
9.79. Chọn C.Hướng dẫn: đơteri và triti có sắn trong nước.
9.80. Chọn B.Hướng dẫn: Tìm độ hụt khối, sau đó tìm năng lượng toả ra của phản ứng.
9.81. Chọn A.Hướng dẫn: Xem cách làm câu 9.80.
9.82. Chọn D.Hướng dẫn: Xem cách làm câu 9.80.
9.83. Chọn A.Hướng dẫn: Xem cách làm câu 9.80.
9.84. Chọn B.Hướng dẫn: Tìm năng lượng toả ra của phản ứng là Q1. Tìm nhiều lượng cần đun sôi 1kg nước là Q2. 
Khối lượng nước đun là m = Q1/Q2.
9.85. Chọn A.Hướng dẫn: Phản ứng xảy ra theo phương trình: 
Tổng độ hụt khối trước phản ứng là ΔM0 = ΔmT + ΔmD.
Tổng độ hụt khối sau phản ứng là ΔM = Δmα + Δmn. Độ hụt khối của n bằng không.
Phản ứng toả ra ΔE = (ΔM - ΔM0)c2 = 18,0614MeV.
9.86. Chọn A.Hướng dẫn: Xét phản ứng 
Tổng khối lượng của các hạt nhân trước phản ứng là: M0 = mp + mLi = 8,0217u.
Tổng khối lượng của các hạt nhân sau phản ứng là: M = 2mα = 8,0030u.
Ta thấy M0 > M suy ra phản ứng là phản ứng toả năng lượng, và toả ra một lượng: ΔE = (M0 - M)c2 = 17,4097MeV.
9.87. Chọn B.Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 8.62, theo bảo toàn năng lượng ta có Kp + ΔE = 2.Kα suy ra Kα = 9,60485MeV.
9.88. Chọn C.
Hướng dẫn: Xem hướng dẫn và làm tương tự câu 8.62 và 8.63. Động năng của hạt α được tính theo công thức 
= 21506212,4m/s.
9.89. Chọn D.
Hướng dẫn: Theo định luật bảo toàn động lượng: . 
Vẽ hình, chú ý 
Từ hình vẽ ta được: 
; 
mà . Nên: => j = 176030’.

Tài liệu đính kèm:

  • docLY 12_ON LUYEN CHUONG IX.doc