Hạt Nhân Nguyên Tử Full #24 - Tài liệu vật lý file word Free

Blog Góc Vật lí chia sẻ File Word Tài liệu Vật lý "Chương 7: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ" thuộc chủ đề Vật lí 12 LTĐH .

>>>Link tải về (Free Download) Hạt Nhân Nguyên Tử Full #24 ở đây.

>>> Bài trước: Lượng Tử Ánh Sáng Full Lý thuyết Bài tập mẫu Trắc Nghiệm #23

>>> Các chủ đề liên quan khác trên Blog Góc Vật lí: Giao thoa sóng nước, Lượng tử ánh sáng , Sóng điện từ

>> HOT Con lắc đơn , dao động điều hoà , Hạt nhận nguyên tử ,

>>> Bài này: Hạt Nhân Nguyên Tử Full #24

Về Loạt Tài liệu vật lí này:

Định dạng là Tài liệu vật lý file word bạn có thể Tải về Miễn phí trên Blog Góc Vật lí
Một cách ngắn gọn đã Tóm tắt Lý thuyết Vật lí 12
Công thức vật lý quan trọng
Phân dạng bài tập vật lí có Bài tập mẫu từng dạng
Lời giải chi tiết và nhấn mạnh những chú ý quan trọng khi giải bài tập vật lí
Dùng trong LTĐH Môn Vật lí theo Chủ đề, trước khi bạn luyện các Đề thi thử.
Các câu hỏi trắc nghiệm lý thuyết và bài tập cơ bản đến nâng cao có đáp án

>>>> Dành cho bạn nào đã luyện xong mức cơ bản: hãy Chinh phục điểm 8+ trong các kỳ thi Tốt nghiệp THPT hoặc đánh giá Năng lực của các trường đại học bằng các bài thi trắc nghiệm Online miễn phí biết kết quả ngay sau khi làm bài.

Một số hình ảnh nổi bật:

Chủ đề 21. TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NH N A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT 1. Cấu tạo hạt nhân 2. Khối lượng hạt nhân B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN Dạng 1. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH CHẮT VÀ CẤU TẠO HẠT NH N BÀI TẬP TỰ LUYỆN Dạng 2. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP BÀI TẬP TỰ LUYỆN Chủ đề 22. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NH N. PHẢN ỨNG HẠT NH N A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT 1. Lực hạt nhân 3. Phản ứng hạt nhân B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN Dạng 1. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NH N BÀI TẬP TỰ LUYỆN Dạng 2. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN NĂNG LƯỢNG PHẢN ỨNG HẠT NH N TỎA, THU 1. Năng lượng phản ứng hạt nhân 2. Năng lượng hạt nhân 3. Phôtôn tham gia phản ứng BÀI TẬP TỰ LUYỆN Dạng 3. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN PHẢN ỨNG HẠT NH N KÍCH THÍCH 1. Tổng động năng của các hạt sau phản ứng 2. Tỉ số động năng 3. Quan hệ véc tơ vận tốc 4. Phương chuyển động của các hạt d) Cho biết hai góc hợp phương chuyển động của các hạt BÀI TẬP TỰ LUYỆN Chủ đề 23. PHÓNG XẠ. PH N HẠCH. NHIỆT HẠCH A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT I− PHÓNG XẠ 1. Hiện tượng phóng xạ 2. Định luật phóng xạ II− ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ VÀ CÁC ỨNG DỤNG 1. Đồng vị phóng xạ nhân tạo. 2. Các ứng dụng đồng vị phóng xạ III− PHẢN ỨNG PH N HẠCH 1. Cơ chế của phản ứng phân hạch 2. Năng lượng phân hạch IV− PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH 1. Cơ chế của phản ứng tổng hợp hạt nhân 2. Năng lượng tổng hợp hạt nhân 3. Phản ứng tổng hợp hạt nhân trên các sao trong vũ trụ 4. Phản ứng tổng hợp hạt nhân trên Trái Đất B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN Dạng 1: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ 1. Khối lượng còn lại và khối lượng đã bị phân rã 2. Số hạt còn lại và số hạt đã bị phân rã 3. Phần trăm còn lại, phần trăm bị phân rã 4. Số hạt nhân con tạo thành 5. Khối lượng hạt nhân con 6. Tỉ số (khối lượng) nhân con và số hạt (khối lượng) nhân mẹ còn lại: 7. Số (khối lượng) hạt nhân con tạo ra từ t1 đến t2 8. Số chấm sáng trên màn huỳnh quang 8. Số chấm sáng trên màn huỳnh quang 9. Viết phương trình phản ứng hạt nhân BÀI TẬP TỰ LUYỆN Dạng 2. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ÚNG DỤNG CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ 1. Độ phóng xạ của lượng chất 2. Số hạt bị phân rã trong thời gian ngắn 3. Ứng dụng chữa bệnh ung thư 4. Tuổi của thiên thể 5. Tuổi hòn đá: 6. Tuổi của cổ vật có nguồn gốc sinh vật 7. Đo thể tích máu trong cơ thể sống BÀI TẬP TỰ LUYỆN Dạng 3. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN NĂNG LƯỢNG PHÓNG XẠ, NĂNG LƯỢNG PH N HẠCH, NĂNG LƯỢNG NHIỆT HẠCH. 1. Năng lượng phóng xạ 2. Năng lượng phân hạch 3. Năng lượng nhiệt hạch b. Bức xạ năng lượng của Mặt Trời, các sao

Nội dung dạng text:

Chương 7: Hạt Nhân Nguyên Tử
Chủ đề 21. TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NH N
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
1. Cấu tạo hạt nhân
a. Kích thước hạt nhân
− Hạt nhân tích điện dương +ze (z là số thứ tự trong bảng tuần hoàn).
− Kích thước hạt nhân rất nhỏ, nhỏ hơn kích thước nguyên tử lần.
b. Cấu tạo hạt nhân
− Hạt nhân được tạo thành bởi các nuclôn.
+ Prôtôn (p), điện tích (+e).
+ Nơtrôn (n), không mang điện.
− Số prôtôn trong hạt nhân bằng Z (nguyên tử số).
− Tống số nuclôn trong hạt nhân kí hiệu A (số khối).
− Số nơtrôn trong hạt nhân là A − Z.
c. Kí hiệu hạt nhân
− Hạt nhân của nguyên tố X được kí hiệu:
− Kí hiệu này vẫn được dùng cho các hạt sơ cấp: .
d. Đồng vị
− Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có cùng số Z, khác nhau số A.
− Ví dụ. hiđrô có 3 đồng vị
Hiđrô thường (99,99%); Hiđrô nặng, còn gọi là đơtêri (0,015%); Hiđrô siêu nặng , còn gọi là triti , không bền, thời gian sống khoảng 10 năm.
2. Khối lượng hạt nhân
a. Đơn vị khối lượng hạt nhân
− Đơn vị u có giá trị bằng 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị; lu = 1,66055.10−27kg
b. Khối lượng và năng lượng hạt nhân
− Theo Anh−xtanh, năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật luôn luôn tồn tại đồng thời và tỉ lệ với nhau, hệ số tỉ lệ là c2: E = mc2, c: vận tốc ánh sáng trong chân không (c = 3.108m/s).
1 uc2 = 931,5 MeV → lu = 931,5 MeV/c2
MeV/c2 được coi là 1 đơn vị khối lượng hạt nhân.
− Chú ý:
Một vật có khối lượng m0 khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với vận tốc v, khối lượng sẽ tăng lên thành m với
Trong đó m0 khối lượng nghỉ và m là khối lượng động.
Trong đó: gọi là năng lượng nghỉ.
+ chính là động năng của vật.
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN
1. Bài toán liên quan đến tính chất và cấu tạo hạt nhân.
2. Bài toán liên quan đến thuyết tương đối hẹp.
Dạng 1. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH CHẮT VÀ CẤU TẠO HẠT NH N
Hạt nhân: có Z proton và (A – Z) nơtron.
Ví dụ 1: (CĐ 2007) Hạt nhân Triti () có
A. 3 nuclôn, trong đó có 1 prôtôn. B. 3 ncrtrôn (nơtron) và 1 prôtôn.
C. 3 nuclôn, trong đó có 1 nơtrôn. D. 3 prôtôn và 1 ncrtrôn.
Hướng dẫn
Hạt nhân Tritri có số proton Z = 1 và có số khối = số nuclon = 3 Chọn A.
Ví dụ 2: (ĐH − 2007) Phát biểu nào là sai?
A. Các đồng vị phóng xạ đều không bền.
B. Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn nhưng có số nơtrôn (nơtron) khác nhau gọi là đồng vị.
C. Các đồng vị của cùng một nguyên tố có số nơtrôn khác nhau nên tính chất hóa học khác nhau.
D. Các đồng vị của cùng một nguyên tố có cùng vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn.
Hướng dẫn
Các đồng vị của cùng một nguyên tố có cùng vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn và có cùng tính chất hóa học Chọn C.
Ví dụ 3: Biết lu = 1,66058.10−27 (kg), khối lượng của He = 4,0015u. Số nguyên tử trong lmg khí He là
A. 2,984. 1022 B. 2,984. 1019 C. 3,35. 1023 D. 1,5.1020
Hướng dẫn
Số nguyên tử=Số kilogamKhối lượng 1 nguyên tử=10-64,0015.1,66058.10-22=15.1020
Chọn D.
Ví dụ 4: (CĐ−2008) Biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 hạt/mol và khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó. Số prôtôn (prôton) có trong 0,27 gam là
A. 6,826.1022 B. 8,826.1022 C. 9,826.1022 D. 7,826.1022
Hướng dẫn
Số proton = 13.(Số gam/Khối lượng mol)
Chọn D.
Ví dụ 5: (ĐH−2007) Biết số Avôgađrô là 6,02.1023 /mol, khối lượng mol của urani U238 là 238 g/mol. Số nơtrôn trong 119 gam urani U238 là
A. 8,8.1025 B. 1,2.1025 C. 4,4.1025 D. 2,2.1025
Hướng dẫn
(Số gam/Khối lượng mol)
Chọn C.
Ví dụ 6: Biết số Avôgađrô là 6,02.1023 /mol. Tính số phân tử oxy trong một gam khí CO2 (O = 15,999)
A. 376.1020 B. 188.1020 C. 99.1020 D. 198.1020
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 7: Biết số Avôgađrô là 6,02.1023/mol. Tính số nguyên tử Oxy trong một gam khí CO2 là (C = 12,011; O = 15,999)
A. 137.1020 B. 548.1020 C. 274.1020 D. 188.1020
Hướng dẫn
Chọn C.
Chú ý: Nếu coi hạt nhân là khối cầu thì thể tích hạt nhân là
Khối lượng của hạt nhân xấp xỉ bằng: m =Au = A.1,66058.10−27 kg.
Điện tích hạt nhân: Q = Z. 1,6.10−19 C.
Khối lượng riêng hạt nhân: D = m/V.
Mật độ điện tích hạt nhân: = Q/V.
Ví dụ 8: Công thức gần đúng cho bán kính của hạt nhân là: R = 1,2.10−15.(A)1/3 (m) (với A là số khối). Tính khối lượng riêng của hạt nhân 11Na23.
A. 2,2.1017 (kg/m3). B. 2,3.1017 (kg/m3) C. 2,4.1017 (kg/m3). D. 2,5.1017 (kg/m3)
Hướng dẫn
Chọn B
Ví dụ 9: Công thức gần đúng cho bán kính của hạt nhân là R = 1,2.10−15.(A)1/3 là số khối). Tính mật độ điện tích của hạt nhân sắt 26Fe56.
A. 8.1024 (C/m3). B. 1025 (C/m3). C. 7.1024 (C/m3). D. 8,5.1024(C/m3)
Hướng dẫn
Chọn B
Chú ý: Nếu một nguyên tố hóa học là hỗn hợp n nhiều đồng vị thì khối lượng trung bình của nó: , với ai mi lần lượt là hàm lượng và khối lượng của đồng vị thứ i.
Trong trường hợp chỉ hai đồng vị: với c là hàm lượng của đồng vị 1.
Ví dụ 10: Uran tự nhiên gồm 3 đồng vị chính là U238 có khối lượng nguyên tử 238,0508u (chiếm 99,27%), U235 có khối lượng nguyên tử 235,0439u (chiếm 0,72%), U234 có khối lượng nguyên tử 234,0409u (chiếm 0,01%). Tính khối lượng trung bình.
A. 238,0887u B. 238,0587u C. 237,0287u D. 238,0287u
Hướng dẫn

Chọn D.
Ví dụ 11: Nitơ tự nhiên có khối lượng nguyên tử là 14,0067u gồm 2 đồng vị là N14 và N15 có khối lượng nguyên tử lần lượt là 14,00307u và 15,00011u. Phần trăm của N15 trong nitơ tự nhiên:
A. 0,36% B. 0,59% C. 0,43% D. 0,68 %
Hướng dẫn

Chọn A.
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Biết lu = 1,66058.10-27 (kg), khối lượng của He4 = 4,0015u. Tổng số nuclôn có trong 1 mg khí He là
A. 3.1022 B. 1,5. 1020 C. 5. 1023 D. 6.1020
Bài 2: Biết số Avôgađrô 6,02.1023/mol, khối lượng mol của 53I131 là 131 g/mol. Tìm nguyên tử iôt có trong 200 g chất phóng xạ 53I131.
A. 9,19.1021 B. 9,19.1023 C. 9,19.1022 D. 9,19.1024
Bài 3: Biết lu = 1,66058.10-27 (kg), khối lượng của Ne = 20,179u. số nguyên tử trong không khí Neon là
A. 2,984. 1022 B. 2,984. 1019 C. 3,35. 1023 D. 3,35. 1020
Bài 4: Biết số Avôgađrô là 6,02.1023/mol, khối lượng mol của natri Na23 là 23 g/mol. Số notrôn trong 11,5 gam natri Na23 là
A. 8,8.1025 B. 1,2.1025 C. 36,12.1023 D. 2,2.1023
Bài 5: (CĐ-2010)So với hạt nhân , hạt nhân có nhiều hon
A. 11 nơtrôn và 6 prôtôn. B. 5 nơtrôn và 6 prôtôn.
C. 6 notion và 5 prôtòn. D. 5 nơtrôn và 12 prôtỏn.
Bài 6: Công thức gần đúng cho bán kính của hạt nhân là R = 1,2.10-15.(A)1/3 (m) (với A là số khối). Tính mật độ điện tích của hạt nhân vàng 79Au197.
A. 8.1024 (C/m3) B. 9.1024 (C/m3) C. 7.1024 (C/m3) D. 8,5.1024 (C/m3)
Bài 7: Khí clo là hỗn họp của hai đồng vị bền là 35Cl có khối lượng nguyên tử 34,969u hàm lượng 75,4% và 37Cl có khối lượng nguyên tử 36,966u hàm lượng 24,6%. Khối lượng nguyên tử của nguyên tố hóa học clo là
A. 35,45u B. 36,46u C. 35,47u D. 35,46u
Bài 8: Nguyên tố hóa học Bo có khối lượng nguyên tử là 10,81 lu gồm 2 đồng vị là B10 và B11 có khối lượng nguyên tử lần lượt là 10,013u và 11,009u. Phần trăm của B10 trong nitơ tự nhiên:
A. 20% B. 75% C. 35% D. 80%
Bài 9: Phát biếu nào sau đây là SAI khi nói về cấu tạo của hạt nhân nguyên tử?
A. Hạt nhân được cấu tạo từ các nuclôn.
B. Số prôtôn trong hạt nhân đúng bằng số êlectron trong nguyên từ.
C. Có hai loại nuclôn là prôtôn và nơtron.
D. Bán kính nguyên tử lớn gấp 1000 lần bán kính hạt nhân.
Bài 10: Phát biêu nào sau đây là SAI khi nói vê câu tạo của hạt nhân nguyên tử?
A. Prôtôn trong hạt nhân mang điện tích +e.
B. Nơtron trong hạt nhân mang điện tích -e.
C. Tổng số các prôtôn và nơtron gọi là số khối.
D. Khối lượng nguyên tử tập trung chủ yếu ở trong hạt nhân.
Bài 11: Phát biểu nào sau đây là đúng? Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ
A. các prôton B. các nơtron
C. các prôton và các notron D. các prôton, ncrtron và electron
Bài 12: Phát biêu nào sau đây là đúng? Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có
A. số khối A bằng nhau.
B. số prôton bằng nhau, số notron khác nhau.
C. số nơtron bằng nhau, số prôton khác nhau.
D. khối lượng bằng nhau.
Bài 13: Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị lchối lượng?
A. Kg. B. MeV/C. C. MeV/c2. D. u
Bài 14: Đơn vị khôi lượng nguyên tử u là
A. một nguyên tử Hyđrô 1H1. B. một hạt nhân nguyên tứ Cacbon C11.
C. 1/12 khối lượng của dồng vị Cacbon C12. D. 1/12 khối lượng của đồng vị Cacbon C13.
Bài 15: Chọn câu đúng.
A. Bán kính nguyên tử bằng bán kính hạt nhân.
B. Điện tích nguyên tử khác 0.
C. Khối lượng nguyên tử xấp xỉ khối lượng hạt nhân.
D. Có hai loại nuclon là nơtrôn và phôtôn.
Bài 16: Khẳng định nào là đúng về hạt nhân nguyên tử?
A. Khối lượng nguyên tử xấp xỉ khối lượng hạt nhân.
B. Bán kính của nguyên tử bằng bán kính hạt nhân
C. Điện tích của nguyên tử bằng điện tích hạt nhân.
D. Lực tĩnh điện liên kết các nuclôn trong hạt nhân.
Bài 17: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hạt nhân nguyên từ?
A. Hạt nhân trung hòa về điện.
B. Hạt nhân có nguyên tử số Z thì chửa Z prôtôn.
C. Số nuclôn bằng số khối A của hạt nhân.
D. Số nơtrôn N bằng hiệu số khối A và số prôtôn Z.
Bài 18: Số prôtôn và sồ nơtrôn trong hạt nhân 11Na23 lần lượt là
A. 12 và 23. B. 11 và 23. C. 11 và 12. D. 12 và 11.
Bài 19: Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ
A. các proton. B. các nơtrôn. C. các electron. D. các nuclôn.
Bài 20: Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về cấu tạo hạt nhân Triti
A. Gồm 3 proton và 1 nơtron. B. Gồm 1 proton và 2 nơtron.
C. Gồm 1 proton và 1 nơtron. D. Gồm 3 proton và 1 nơtron.
Bài 21: Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về hạt nhân đồng vị? Các hạt nhân đồng vị
A. có cùng số Z nhưng khác nhau số A. B. có cùng số A nhung khác nhau số Z.
C. có cùng số nơtron. D. có cùng so Z; cùng số A.
Bài 22: Nguyên tử của đồng vị phóng xạ 92U235 có
A. 92 prôtôn, tổng số nơtrôn và electron là 235.
B. 92 electron, tổng số prôtôn và electron là 235.
C. 92 nơtrôn, tổng số nơtrôn và electron là 235.
D. 92 prôtôn, tổng số prôtôn, nơtrôn và electron là 235.
Bài 23: cấu tạo của hạt nhân 13Al27 có
A. Z = 13, A = 27. B. Z = 27, A = 13 C. Z = 13. A = 14 D. Z = 27, A = 14
Bài 24: Tìm câu đúng trong số các câu dưới đây. Hạt nhân nguyên tử
A. có khối lượng bằng tổng khối lượng của tất cả các nuclon và các electrong trong nguyên tử.
B. có điện tích bằng tổng điện tích của các proton trong nguyên tử
C. có đường kính vào cỡ phần vạn lần đường kính của nguyên tử.
D. nào cũng gồm các proton và nowtron, số proton luôn luôn bằng số nơ tron và bằng các electron
Bài 25: Hạt nhân phốt pho P31 có
A. 16 prôtôn và 15 nơtrôn. B. 15 prôtôn và 16 nơtrôn.
C. 31 prôtôn và 15 nơtrôn. D. 15 prôtôn và 31 notrôn.
Bài 26: Khẳng định nào là đúng về cấu tạo hạt nhân?
A. Trong ion đơn nguyên tử so nơtron bằng số electron.
B. Trong hạt nhân số khối bằng số nơtron.
C. Có một sô hạt nhân mà trong đó so proton bằng hoặc lớn hơn số nơtron.
D. Các nuclôn ở mọi khoảng cách bất kỳ đều liên kết với nhau bởi lực hạt nhân.
Bài 27: Vật chất hạt nhân có khối lượng riêng cỡ
A. trăm ngàn tấn trên cm3. B. trăm tấn trên cm3.
C. triệu tấn trên cm3. D. trăm triệu tấn trên cm3.
Bài 28: Cácbon có 4 đồng vị với sổ khối từ 11 - 14, trong đó 2 đồng vị bền vững nhất là:
A. C12 và C13. B. C12 và C11. C. C12và C14. D. C13 và C11.
Bài 29: Cácbon có 4 đồng vị với số khối từ 11 - 14, trong đó đồng vị C12 chiếm:
A. 99%. B. 95%. C. 90%. D. 89%.
Bài 30: (CĐ - 2009) Biết NA = 6,02.1023 mol-1. Trong 59,50 g có số nơtron xấp xi là
A. 2,38.1023. B. 2,20.1025. C. 1,19.1025. D. 9,21.1024.
Bài 31: (CĐ - 2012) Hai hạt nhân và có cùng
A. số nơtron. B. số nuclôn, C. diện tích. D. số prôtôn.

1.D
2.B
3.A
4.C
5.B
6.B
7.D
8.A
9.D
10.B
11.C
12.B
13.B
14.C
15.C
16.A
17.A
18.C
19.D
20.B
21.A
22.A
23.A
24.B
25.B
26.C
27.D
28.A
29.A
30.B
31.B

Dạng 2. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP
Khối lượng và năng lượng:
Động năng:
Ví dụ 1: (ĐH−2010) Một hạt có khối lượng nghỉ m0. Theo thuyết tương đối, động năng của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là
A. 0,36 m0c2. B. 1,25 m0c2. C. 0,225 m0c2. D. 0,25 m0c2.
Hướng dẫn
Chọn D.
Ví dụ 2: Khối lượng của electron chuyên động bằng hai lần khối lượng nghỉ của nó. Tìm tốc độ chuyển động của electron. Coi tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 (m/s).
A. 0.4.108m/s B. 2,59.108m/s C. 1,2.108m/s D. 2,985.108m/s
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 3: (ĐH−2011) Theo thuyết tương đối, một êlectron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ của nó thì êlectron này chuyển động với tốc độ bằng
A. 2,41.108m/s. B. 2,75.108 m/s. C. 1,67.108 m/s. D. 2,24.108 m/s.
Hướng dẫn

Chọn D.
Ví dụ 4: Coi tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 (m/s). Khi năng lượng của vật biến thiên 4,19 J thì khối lượng của vật biến thiên bao nhiêu?
A. 4,65.10−17 kg. B. 4,55. 10−17 kg. C. 3,65. 10−17 kg. D. 4,69. 10−17 kg.
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 5: Biết khối lượng của electron 9,1.10−31 (kg) và tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 (m/s). Có thể gia tốc cho electron đến động năng bằng bao nhiêu nếu độ tăng tương đối của khối lượng bằng 5%.
A. 8,2.10−14 J. B. 8,7. 10−14 J. C. 4,1.10−15J D. 8,7.10−16 J
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 6: Biết khối lượng của electron 9,1.10−31 (kg) và tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108 (m/s). Công cần thiết để tăng tốc một electron từ trạng thái nghỉ đến tốc độ 0,5c là
A. 8,2.10−14 J. B. 1,267. 10−14 J. C. 1,267.10−15J D. 8,7.10−16 J
Hướng dẫn

Chọn B.
Ví dụ 7: Theo thuyết tương đối, một êlectron có động năng bằng một nửa năng lượng toàn phần của nó thì êlectron này chuyển động với tốc độ bằng
A. 2,41.108 m/s. B. 2,75.108 m/s. C. l,67.108 m/s. D. 2,59.108 m/s.
Hướng dẫn

Chọn D.
Ví dụ 8: Vận tốc của 1 êlectron tăng tốc qua hiệu điện thế 105 V là
A. 0,4.108 m/s. B. 0,8.108 m/s. C. 1,2.108 m/s. D. 1,6.108 m/s.
Hướng dẫn
Chọn D.
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Khối lượng của vật tăng thêm bao nhiêu lần để vận tốc của nó tăng từ 0 đến 0,9 lần tốc độ của ánh sáng
A. 2,3. B. 3. C. 3,2. D. 2,4.
Bài 2: Tìm tốc độ của hạt mezon để năng lượng toàn phần của nó gấp 10 lần năng lượng nghỉ. Coi tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 (m/s).
A. 0.4.108 m/s. B. 0.8.108 m/s. C. 1,2.108 m/s. D. 2,985.108 m/s.
Bài 3: Coi tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 (m/s). Năng lượng của vật biến thiên bao nhiêu nếu khối lượng của vật biến thiên một lượng bằng khối lượng của electron 9,1.10-31 (kg)?
A. 8,2.10-14 J. B. 8,7. 10-14 J. C. 8,2.10-16 J. D. 8,7.10-16 J.
Bài 4: Biết khối lượng của electron 9,1.10-31 (kg) và tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108 (m/s). Động năng của một electron có tốc độ 0,99c là
A. 8,2.10-14 J B. 1,267.10-14J C. l,267.1011s J D. 4,987.10-14 J
Bài 5: Một hạt có động năng bằng năng lượng nghỉ của nó. Coi tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 (m/s). Tốc độ của hạt là
A. 2.108m/s B. 2,5.108m/s C. 2,6.108m/s D. 2,8.108m/s
Bài 6: Một hạt có động năng bằng 2 lần năng lượng nghỉ của nó. Coi tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 (m/s). Tốc độ của hạt là
A. 2,56.108m/s B. 0,56.108m/s C. 2,83.108m/s D. 0,65.108m/s
Bài 7: Khối lượng của hạt electrôn chuyển động lớn gấp hai lần khối lượng của nó khi đứng yên. Tìm động năng của hạt. Biết khối lượng của electron 9,1.10-31 (kg) và tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 (m/s).
A. 8,2.10-14 J B. 8,7.10-14J C. 8,2.1016J D. 8,7.10-16 J
Bài 8: Coi tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 (m/s). Để động năng của hạt bằng một nửa năng lượng nghỉ của nó thì vận tốc của hạt phải bằng bao nhiêu?
A. 2,54.10Ws B. 2,23.108m/s C. 2,22.108m/s D. 2,985.108m/s
Bài 9: Một hạt có khối lượng nghỉ m0 chuyển động với tốc độ với c là tốc độ ánh sáng trong chân không. Tỉ số giữa động năng và năng lượng nghỉ của hạt là
A. 1. B. 2. C. 0,5. D.0,5.
Bài 10: Chọn phương án sai:
A. Năng lượng nghỉ của một vật có giá trị nhỏ so với các năng lượng thông thường.
B. Một vật có khối lượng m thì có năng lượng nghỉ E = m.c2.
C. Năng lượng nghi có thê chuyên thành động năng và ngược lại.
D. Trong vật lý hạt nhân khối lượng được đo bằng: kg; u và Mev/c2.
Bài 11: Nếu một vật có khối lượng m thì có năng lượng E, biểu thức liên hệ E và m là:
A. E = mc2. B. E = mc. C. E = (m0 - m)c2; D. E = (m0 - m)c.
Bài 12: Một hạt có khối lượng nghỉ m0. Theo thuyết tương đối, khối lượng động (khối lượng tương đối tính) của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,8c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là:
A. l,75m0. B. 5m0/3. C. 0,36m0. D. 0,25m0.
Bài 13: Một hạt có khối lượng nghỉ m0. Theo thuyết tương đối, động năng của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,8c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là
A. 0,36m0c2. B. 1,25 m0c2. C. 0,225m0c2. D. 2m0c2/3.
Bài 14: Biêt khôi lượng của electron 9,1.10-31 (kg) và tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108 (m/s). Công cần thiết để tăng tốc một electron từ trạng thái nghi đến tốc độ 0,6c là
A. 8,2.10-14 J. B. 1,267.10-14J. C. 267.10-15 J. D. 2,0475.10-14 J

1.A
2.D
3.A
4.D
5.C
6.C
7.A
8.B
9.B
10.A
11.A
12.B
13.D
14.D
15.
16.
17.
18.
19.
20.

Chủ đề 22. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NH N. PHẢN ỨNG HẠT NH N
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
1. Lực hạt nhân
+ Lực hạt nhân (lực tương tác : trong hạt nhân mạnh) là một loại lực truyền tương tác giữa các nuclôn
+ Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (10−15m)
a. Độ hụt khối
− Khối lượng của một hạt nhân luôn luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó.
− Độ chênh lệch khối lượng đó gọi là độ hụt khối của hạt nhân:
b. Năng lượng liên kết
hay
− Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số c2.
c. Năng lượng liên kết riêng
− Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân.
3. Phản ứng hạt nhân
a. Định nghĩa và đặc tính
− Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của các hạt nhân.
+ Phản ứng hạt nhân tự phát
− Là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác.
+ Phản ứng hạt nhân kích thích
− Quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác.
b. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
+ Bảo toàn điện tích.
+ Bảo toàn số nuclôn (bảo toàn số A).
+ Bảo toàn năng lượng toàn phần.
+ Bảo toàn động lượng.
c. Năng lượng phản ứng hạt nhân
− Phản ứng hạt nhân có thể toá năng lượng hoặc thu năng lượng:
ΔE = (mtrước − msau)c2
+ Nếu ΔE > 0 → phản ứng toá năng lượng:
+ Nếu ΔE < 0 → phản ứng thu năng lượng.
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN
1. Bài toán liên quan đến năng lượng liên kết hạt nhân.
2. Bài toán liên quan đến năng lượng phản ứng hạt nhân tỏa, thu.
3. Bài toán liên quan đến phản ứng hạt nhân kích thích.
Dạng 1. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NH N
Xét hạt nhân:
Độ hụt khối của hạt nhân: với là khối lượng của nguyên tử X:
và mH là khối lượng của hạt nhân hidro:
Năng lượng liên kết: Hay
Năng lượng liên kết riêng:
Ví dụ 1: Xét đồng vị Côban 27Co60 hạt nhân có khối lượng mCo = 59,934u. Biết khối lượng của các hạt: mp = 1,007276u; mn = l,008665u. Độ hụt khối của hạt nhân đó là
A. 0,401u. B. 0,302u. C. 0,548u. D. 0,544u.
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 2: Khối lượng của nguyên tứ nhôm là 26,9803u. Khối lượng của nguyên tử là l,007825u, khối lượng của prôtôn là l,00728u và khối lượng của nơtron là 1,00866u. Độ hụt khối của hạt nhân nhôm là
A. 0,242665u. B. 0,23558u. C. 0,23548u. D. 0,23544u.
Hướng dẫn

Chọn A.
Ví dụ 3: (CĐ 2007) Hạt nhân càng bền vững khi có
A. số nuclôn càng nhỏ. B. số nuclôn càng lớn.
C. năng lượng liên kết càng lớn. D. năng lượng liên kết riêng càng lớn.
Hướng dẫn
Hạt nhân càng bền vững khi có năng lượng liên kết riêng càng lớn Chọn D.
Ví dụ 4: (CĐ 2007) Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết
A. tính cho một nuclôn. B. tính riêng cho hạt nhân ấy.
C. của một cặp prôtôn−prôtôn. D. của một cặp prôtôn−nơtrôn (nơtron).
Hướng dẫn
Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn Chọn A.
Ví dụ 5: (ĐH − 2009) Giả sử hai hạt nhân X và Y có độ hụt khối bằng nhau và số nuclôn của hạt nhân X lớn hơn số nuclôn của hạt nhân Y thì
A. hạt nhân Y bền vững hơn hạt nhân X.
B. hạt nhân X bền vững hơn hạt nhân Y.
C. năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân bằng nhau.
D. năng lượng liên kết của hạt nhân X lớn hơn năng lượng liên kết của hạt nhân Y.
Hướng dẫn
Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Y lớn hơn năng lượng liên kết riêng của hạt nhân X nên hạt nhân Y bền hơn Chọn A.
Ví dụ 6: (ĐH − 2010) Cho ba hạt nhân X, Y và Z có số nuclôn tương ứng là AX, AY, AZ với AX = 2AY = 0,5AZ. Biết năng lượng liên kết của từng hạt nhân tương ứng là ΔEX, ΔEY, ΔEZ với ΔEZ < ΔEX < ΔEY. sắp xếp các hạt nhân này theo thứ tự tính bền vững giảm dần là
A. Y, X, Z. B. Y, Z, X. C. X, Y, Z. D. Z, X, Y.
Hướng dẫn
Đặt thì Chọn A.
Ví dụ 7: (ĐH − 2010) Cho khối lượng của prôtôn; nơtron; ; lần lượt là 1,0073 u; 1,0087 u; 39,9525 u; 6,0145 u và 1 u = 931,5 MeV/c2. So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 3 Li thì năng lượng hên kết riêng của hạt nhân Ar
A. lớn hơn một lượng là 5,20 MeV. B. lớn hơn một lượng là 3,42 MeV.
C. nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV. D. nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV.
Hướng dẫn
Áp dụng công thức:

Chọn B.
Ví dụ 8: (ĐH 2012) Các hạt nhân đơteri ; triti , heli có năng lượng liên kết lần lượt là 2,22 MeV; 8,49 MeV và 28,16 MeV. Các hạt nhân trẽn được sắp xếp theo thứ tự giám dần về độ bền vững cứa hạt nhân là
A. B. C. D.
Hướng dẫn
Áp dụng công thức:
Chọn C.
Ví dụ 9: (CĐ − 2012) Trong các hạt nhân và , hạt nhân bền vững nhất là
A. B. C. D.
Hướng dẫn
Theo kết quả tính toán lý thuyết và thực nghiêm thì hạt nhân có khối lượng trung bình là bền nhất rồi đến hạt nhân nặng và kém bền nhất là hạt nhân nhẹ Chọn B.
Ví dụ 10: Khi nói về lực hạt nhân, câu nào sau đây là không đúng?
A. Lực hạt nhân là lực tương tác giữa các prôtôn với prôtôn trong hạt nhân.
B. Lực hạt nhân là lực tương tác giữa các prôtôn với nơtrôn trong hạt nhân.
C. Lực hạt nhân là lực tương tác giữa các nơtron với nơtrôn trong hạt nhân.
D. Lực hạt nhân chính là lực điện, tuân theo định luật Culông.
Hướng dẫn
Lực hạt nhân khác bản chất với lực điện Chọn D.
Ví dụ 11: Năng lượng liên kết là
A. toàn bộ năng lượng của nguyên tử gồm động năng và năng lượng nghỉ.
B. năng lượng tỏa ra khi các nuclon liên kết với nhau tạo thành hạt nhân
C. năng lượng toàn phần của nguyên tử tính trung bình trên số nuclon.
D. năng lượng liên kết các electron và hạt nhân nguyên tử.
Hướng dẫn
Năng lượng liên kết là năng lượng tỏa ra khi các nuclon liên kết với nhau tạo thành hạt nhân Chọn B.
Ví dụ 12: Tìm phương án sai. Năng lượng liên kết hạt nhân bằng
A. năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đó nhân với tổng số nuclon trong hạt nhân.
B. năng lượng tỏa ra khi các nuclon liên kết với nhau tạo thành hạt nhân đó.
C. năng lượng tối thiểu để phá vỡ hạt nhân đó thành các nuclon riêng rẽ.
D. năng lượng tối thiểu để phá vỡ hạt nhân đó.
Hướng dẫn
Năng lượng liên kết hạt nhân bằng năng lượng tối thiểu để phá vỡ hạt nhân đó thành các nuclon riêng rẽ Chọn D.
Ví dụ 13: (ĐH−2007) Cho: mC = 12,00000 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10−27 kg; 1 eV =1,6.10−19 J ; c = 3.108 m/s. Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C12 thành các nuclôn riêng biệt bằng
A. 72,7 MeV. B. 89,4 MeV. C. 44,7 MeV. D. 8,94 MeV.
Hướng dẫn
có: 6 proton và 6 notron
Chọn B.
Ví dụ 14: Năng lượng liên kết của là 160,64 MeV. Khối lượng của nguyên tử là l,007825u, khối lượng của prôtôn là l,00728u và khối lượng của nơtron là l,00866u. Coi 2u = 931,5 MeV/c2. Khối lượng nguyên tử ứng với hạt nhân là
A. 19,986947u. B. 19,992397u. C. 19,996947u. D. 19,983997u.
Hướng dẫn

Chọn B.
Chú ý: Năng lượng toả ra khi tạo thành 1 hạt nhân X từ các prôtôn và nơtron chinh bằng năng lượng liên kết .
Năng lượng toả ra khi tạo thành n hạt nhân X từ các prôtôn và nơtron bằng:
; n = (Số gam/Khối lượng mol).NA.
Ví dụ 15: Tính năng lượng toả ra khi tạo thành 1 gam He4 từ các prôtôn và notron. Cho biết độ hụt khối hạt nhân He4 là Δm = 0,0304u; lu = 931 (MeV/c2); 1 MeV = 1,6.10−13 (J). Biết số Avôgađrô 6,02.1013/mol, khối lượng mol của He4 là 4 g/mol.
A. 66.1010 (J). B. 66.1011 (J). C. 68.1010 (J). D. 66.1011 (J).
Hướng dẫn

Chọn C.
Chú ý: Nếu cho phương trình phản ứng hạt nhân để tìm năng lượng liên kết ta áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần: “Tổng năng lượng nghi và động năng trước bằng tổng năng lượng nghi và động năng sau ” hoặc:
“Tổng năng lượng nghỉ và năng lượng liên kết trước bằng tổng năng lượng nghỉ và năng lượng liên kết sau
Ví dụ 16: Cho phản ứng hạt nhân: . Xác định năng lượng liên kết của hạt nhân . Cho biết độ hụt khối của D là 0,0024u và tổng năng lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng nhiều hơn tổng năng lượng nghỉ của các hạt sau phản ứng là 3,25 (MeV), 1uc2 = 931 (MeV).
A. 7,7187 (MeV). B. 7,7188 (MeV). C. 7,7189 (MeV). D. 7,7186 (MeV).
Hướng dẫn

Chọn B.
Ví dụ 17: Cho phản ứng hạt nhân: T + D + n. Xác định năng lượng liên kết riêng của hạt nhân T. Cho biết độ hụt khối của D là 0,0024u; năng lượng liên kết riêng của là 7,0756 (MeV/nuclon) và tổng năng lượng nghỉ các hạt trước phản ứng nhiều hơn tổng năng lượng nghỉ của các hạt sau phản ứng là 17,6 (MeV). Lấy 1uc2 = 931 (MeV).
A. 2,7187 (MeV/nuclon). B. 2,823 (MeV/nuclon).
C. 2,834 (MeV/nuclon) D. 2,7186 (MeV/nuclon).
Hướng dẫn

Chọn B.
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Xét hạt nhân , có khối lượng mLi = 7,01823u. Biết khối lượng các hạt: mp = l,0073u; mn = l,00867u. Độ hụt khối của hạt nhân liti là
A. 0,03665u. B. 0,03558u. C. 0,03835u. D. 0,03544u.
Bài 2: (ĐH - 2012) Trong một phản ứng hạt nhân, có sự bảo toàn
A. số prôtôn. B. số nuclôn. C. số nơtron. D. khối lượng.
Bài 3: Hạt nhân đơteri (D) có khối lượng 2,0136u. Năng lượng liên kết của nó là bao nhiêu? Biết mn = 1,0087u; mp = 1,0073u ; 1 uc2 = 931 (MeV).
A.23 MeV. B. 4,86 MeV. C. 3,23 Me D. 1,69 MeV.
Bài 4: Xét hạt nhân , cho khối lượng các hạt: mLi = 7,01823u; mp = l,0073u; mn = l,00867u; luc2 = 931 (MeV). Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân Li7 thành các nuclôn riêng biệt là:
A. 35,7 MeV. B. 35,6 MeV. C. 35,5 MeV. D. 35,4 MeV.
Bài 5: Hạt nhân Đơteri có khối lượng 2,0136u. Biết lu = 931 MeV/c2, khối lượng prôtôn là l,0073u, khối lượng nơtrôn là l,0087u và coi 1 eV = 1.6.10-19 J. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đơteri là
A. 3,575.10-19 J/nuclon. B. 3,43.10-13 J/nuclon.
C. 1,788.10-13J/nuclon. D. 1,788.10-19J/nuclon.
Bài 6: Xác định năng lượng liên kết riêng của hạt nhân U234. Biết khối lượng các hạt theo đơn vị u là: mu = 234,041u; mp = l,0073u; mn = l,0087u; luc2 = 931,5 (MeV).
A. 7,8 (MeV/nuclôn). B. 6,4 (MeV/nuclôn).
C. 7,4 (MeV/nuclôn). D. 7,5 (MeV/nuclôn).
Bài 7: Năng lượng cần thiết để bứt một nuclon khỏi hạt nhân 11Na23 là bao nhiêu? Cho mNa = 22,9837u; mn = l,0087u; mp = l,0073u; lu.c2 = 931MeV
A. 12,4 MeV/nuclon. B. 6,2 MeV/nuclon.
C. 3,5 MeV/nuclon. D. 1,788.10-19/nuclon
Bài 8: Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhận . Cho khối lượng của các hạt mC = 12u, mn =l,0073u; mp = l,0087u; luc2 = 931,5 (MeV).
A. 7,46 MeV/nuclon. B. 5,28 MeV/nuclon.
C. 5,69 MeV/nuclon. D. 7,43 MeV/nuclon.
Bài 9: Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 3Li7. Cho khối lượng các hạt: mn = l,00867u; mp = l,007276u; mLi = 7,01691u; 1ue2 = 931 (MeV).
A. 5,389 MeV/nuclon. B. 5,268 MeV/nuclon.
C. 5,269 MeV/nuclon. D. 7,425 MeV/nuclon.
Bài 10: Tính năng lượng liên kết riêng của hạt α. Cho biết khối lượng: mα = 4,0015u; mn = l,00867u; mp = 1,00728u; 1uc2 = 931 (MeV).
A. 7,0756 MeV/nuclon. B. 7,0755 MeV/nuclon.
C. 5,269 MeV/nuclon. D. 7,425 MeV/nuclon.
Bài 11: Hạt nhân heli 2He4 có năng lượng liên kết 28,4 MeV ; hạt nhân liti (3Li7) có năng lượng liên kết là 39,2MeV ; hạt nhân đơtơri (1H2) có năng lượng liên kết là 2,24 MeV. Hãy sắp theo thứ tự tăng dần về tính bền vũng của 3 hạt nhân này.
A. liti, hêli, đơtori. B. đơtơri, heli, liti.
C. hêli, liti, đơtơri. D. đơtori, liti, heli.
Bài 12: Sắp xếp theo thứ tự tăng dần về độ bền vững của các hạt nhân sau: 26Fe56; 7N14, 92U238. Cho biết mFe = 55,927u, mN = 13,9992u, mLi = 238,0002u, mn = l,00867u; mp = 1,00728u
A. 7N14, 92U238, 26Fe56 B. 26Fe56, 92U238, 7N14
C. 26Fe56, 7N14, 92U238 D. 7N14, 26Fe56, 92U238
Bài 13: Năng lượng liên kết của các hạt nhân 92U234 và 82Pb206 lần lượt là 1790 MeV và 1586 MeV. Chi ra kết luận đúng:
A. Độ hụt khối của hạt nhân U nhỏ hon 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.
Bài 14: Khối lượng của hạt nhân 5B10 là 10,0113 u; khối lượng của proton mP = l,0073u, của nơtron mn = l,0086u. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này là (cho u = 931,5 MeV/c2)
A. 6,43 MeV/nuclon. C. 6,35 MeV/nuclon.
B. 63,53 MeV/nuclon. D. 6,31 MeV/nuclon.
Bài 15: Tính năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1 gam 2He4 từ các prôtôn và nơtron. Cho biết khối lượng: mα = 4,0015u ; mn = l,00867u ; mp = l,00728u và tốc độ ánh sáng trong chân không c = 3.108 (m/s).
A. 68.1010 (J). B. 69.1010 (J). C. 68.104 (J). D. 69.104 (J).
Bài 16: Cho khối lượng của các hạt: mα = 4,0015u; mn = l,0087u; mp = l,0073u; 1uc2 = 931,5 MeV và số Avogadro NA = 6,02.1023 hạt/mol. Năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1 mol hêli từ các prôtôn và nơtrôn là
A.2,74.1012(J). B. 3,65.1012 (J). C. 2,17.1012 (J). D. 1,58.1012 (J).
Bài 17: Tính năng lượng toả ra khi tạo thành 2,3 gam 11Na23 từ các prôtôn và nơtron. Cho mNa = 22,9837u; mn = l,0087u; mp = l,0073u; lu = 1,66055.10-27 (kg), tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 (m/s).
A. 2,7.1015(J). B. 2,7.1012 (J). C. 1,8.1015(J). D. 1,8.1012 (J).
Bài 18: Cần năng lượng bao nhiêu để tách các hạt nhân trong 1 gam 2He4 thành các proton và nơtron tự do? Cho biết mHe = 4,0015u; mn =l,0073u; mp = l,0087u; luc2 = 931,5 (MeV).
A. 5,36.1011 J. B. 4,54, 1011 J. C. 6,83. 1011 J. D. 8,271011 J
Bài 19: Hạt 2He có khối lượng 4,0015u. Tính năng lượng tỏa ra khi các nuclon tạo thành 11,2 lít khí Hêli ở điều kiện tiêu chuẩn. Biết mp = l,0073u; mn = l,0087u, NA = 6,023.1023,1 uc2 = 931 MeV.
A. 17,1.1025 (MeV). B. 0,855.1025 (MeV). C. 1.71.1025 (MeV). D. 7,11.1025 (MeV).
Bài 20: Xét phản ứng hạt nhân sau: D + T → He + n. Biết độ hụt khối khi tạo thành các hạt nhân: D; He lần lượt là ΔmD = 0,0024u; ΔmHe = 0,0305u; luc2 = 931 MeV. Tổng năng lượng nghỉ trước phản ứng nhiều hơn tổng năng lượng nghỉ sau phản ứng là 18,1 MeV. Tính năng lượng liên kết của T.
A. 8,1 (MeV). B. 5,4 MeV. C. 8,2 MeV. D. 10,5 MeV.
Bài 21: Hạt triti (T) và hạt đơtriti (D) tham gia phản ứng kết hợp tạo thành hạt nhân X và nơtron đồng thời toả năng lượng là 18,06 MeV. Cho biết năng lượng liên kết riêng của T, X lần lượt là 2,7 MeV/nuclon và 7,1 MeV/nuclon thì năng lượng liên kết riêng của hạt D là
A. 4,12 MeV/nuclon. B. 2,14 MeV/nuclon. C. 1,12 MeV/nuclon. D. 4, 21 MeV/nuclon.
1.C
2.B
3.A
4.A
5.C
6.C
7.D
8.D
9.B
10.A
11.D
12.A
13.C
14.C
15.A
16.A
17.D
18.C
19.B
20.A
21.C

Dạng 2. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN NĂNG LƯỢNG PHẢN ỨNG HẠT NH N TỎA, THU
Phản ứng hạt nhân: A + B C + D
Xác định tên của các hạt nhân bằng cách dựa vào hai định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối: ZA + ZB = ZC + ZD; AA + AB = AC + AD.
1. Năng lượng phản ứng hạt nhân
Năng lượng của phản ứng hạt nhân có thể được tính theo một trong ba cách sau:
Cách 1: Khi cho biết khối lượng của các hạt nhân trước và sau phản ứng:

Cách 2: Khi cho biết động năng của các hạt trước và sau phản ứng:
Cách 3: Khi cho biết độ hụt khối của các hạt trước và sau phản ứng:

Cách 4: Khi cho biết năng lượng liên kêt hoặc năng lượng liên kêt riêng của các hạt nhân trước và sau phản ứng.

+ Nếu ΔE > 0 thì toả nhiệt, ΔE < 0 thì thu nhiệt.
Ví dụ 1: (THPTQG − 2017) Trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng là 37,9638 u và tổng khối lượng nghỉ các hạt sau phản ứng là 37,9656 u. Lấy 1u = 931,5 MeV/c2. Phản ứng này
A. tỏa năng lượng 16,8 MeV. B. thu năng lượng 1,68 MeV.
C. thu năng lượng 16,8 MeV. D. tỏa năng lượng 1,68 MeV.
Hướng dẫn
* Tính
Chọn B.
Ví dụ 2: Dùng prôtôn bắn vào hạt nhân thì thu được hai hạt nhân giống nhau X. Biết mp = l,0073u, mu = 7,014u, mx = 4,0015u, lu.c2 = 931,5 MeV. Phản ứng này thu hay toả bao nhiêu năng lượng ?
A. Phản ứng toả năng lượng, năng lượng toả ra là 12 MeV.
B. Phản ứng thu năng lượng, năng lượng cần cung cấp cho phản ứng là 12 MeV.
C. Phản ứng toả năng lượng, năng lượng toả ra là 17 MeV.
D. Phản ứng thu năng lượng, năng lượng cần cung cấp cho phản ứng là 17 MeV.
Hướng dẫn

= (1,0073 + 7,014 −2.4,0015)uc2 =0,0183.931,5 Chọn C.
Ví dụ 3: (CĐ − 2007) Xét một phản ứng hạt nhân: . Biết khối lượng của các hạt nhân: mH = 2,0135u; mHe = 3,0149u; mn = l,0087u; 1u = 931 MeV/c2. Năng lượng phản ứng trên toả ra là
A. 7,4990 MeV. B. 2,7390 MeV. C. 1,8820 MeV. D. 3,1654 MeV.
Hướng dẫn

Chọn D.
Ví dụ 4: Tính năng lượng cần thiết để tách hạt nhân 1uc2 = 931,5 MeV.
A. 10,34 MeV B. 12,04 MeV C. 10,38 MeV D. 13,2 MeV
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 5: Xét phản ứng hạt nhân: D + Li n + X. Cho động năng của các hạt D, Li, n và X lần lượt là: 4 (MeV); 0; 12 (MeV) và 6 (MeV). Lựa chọn các phương án sau:
A. Phản ứng thu năng lượng 14 MeV. B. Phản ứng thu năng lượng 13 MeV.
C. Phản ứng toả năng lượng 14 MeV. D. Phản ứng toả năng lượng 13 MeV.
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 6: (ĐH−2009) Cho phản ứng hạt nhân:. Lấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và lu = 931,5 MeV/c2. Năng lượng tỏa ra của phản ứng xấp xỉ bằng
A. 15,017 MeV B. 200,025 MeV C. 17,498 MeV D. 21,076 MeV
Hướng dẫn

Chọn C.
Ví dụ 7: Tìm năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân U234 phóng xạ tia α và tạo thành đồng vị Thori Th230. Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt α là 7,1 MeV/nuclôn, của U234 là 7,63 MeV/nuclôn, của Th230 là 7,7 MeV/nuclôn.
A. 13,98 MeV. B. 10,82 MeV. C. 11,51 MeV. D. 17,24 MeV.
Hướng dẫn

Chọn A.
2. Năng lượng hạt nhân
Neu phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng thì năng lượng tỏa ra dưới dạng động năng của các hạt sản phẩm và năng lượng phô tôn . Năng lượng tỏa ra đó thường được gọi là năng lượng hạt nhân.
Năng lượng do 1 phản ứng hạt nhân tỏa ra là: .
Năng lượng do N phản ứng là Q = NΔE.
Nếu cứ 1 phản ứng có k hạt X thì số phản ứng
Ví dụ 1: (CĐ−2010) Cho phản ứng hạt nhân. Biết số Avôgađrô 6,02.1023/mol, khối lượng mol của He4 là 4 g/mol và 1 MeV = 1,6.10−13 (J). Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 g khí heli xấp xỉ bằng
A. 4,24.108J. B. 4,24.105J. C. 5,03.1011J. D. 4,24.1011J.
Hướng dẫn
Q = Số phản ứng . ΔE = (Số gam He / Khối lượng mol).
Chọn D.
Ví dụ 2: (ĐH − 2012) Tổng hợp hạt nhân heli từ phản ứng hạt nhân . Mỗi phản ứng trên tỏa năng lượng 17,3 MeV. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 0,5 mol heli là
A. 1,3.1024 MeV. B. 2,6.1024 MeV. C. 5,2.1024 MeV. D. 2,4.1024 MeV.
Hướng dẫn
Viết đầy đủ phương trình phản ứng hạt nhân ta nhận thấy X cũng là :

Vì vậy, cứ mỗi phản ứng hạt nhân có 2 hạt tạo thành. Do đó, số phản ứng hạt nhân bằng một nửa số hạt :
Q= số phản ứng . ΔE = Số hạt He. ΔE.
Chọn B.
Bình luận: Khá nhiều học sinh “dính bẫy”, không phát hiện ra hạt X cũng chính là hạt nên đã làm sai như sau:
Q = Số phản ứng. ΔE = Số hạt He. ΔE = 5,2.1026 (Me V)
3. Phôtôn tham gia phản ứng
Giả sử hạt nhân A đứng yên hấp thụ phô tôn gây ra phản ứng hạt nhân:
Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần:
với
Ví dụ 1: Dưới tác dụng của bức xạ gamma, hạt nhân C12 đứng yên tách thành các hạt nhân He4. Tần số của tia gama là 4.1021 Hz. Các hạt hêli có cùng động năng. Cho mC = 12,000u; mHe = 4,0015u, 1 uc2 = 931 (MeV), h = 6,625.10−34 (Js). Tính động năng mỗi hạt hêli.
A. 5,56.10−13 J. B. 4,6. 10−13 J. C. 6,6. 10−13 J. D. 7,56. 10−13 J.
Hướng dẫn

Chọn C
Chú ý: Nếu phản ứng thu năng lượng thì năng lượng tối thiếu của phô tôn cần thiết để phản ứng thực hiện được là .
Ví dụ 2: Để phản ứng có thể xảy ra, lượng tử Y phải có năng lượng tối thiều là bao nhiêu? Cho biết, hạt nhân Be đứng yên, mBe = 9,01218u; mα = 4,0026u; mn= l,0087u; 2uc2 = 931,5 MeV.
A. 2,53 MeV. B. 1,44 MeV. C. 1,75 MeV. D. 1,6 MeV.
Hướng dẫn
Chọn D
Ví dụ 3: (THPTQG − 2017) Cho phản ứng hạt nhân . Biết khối lượng của và lần lượt là 11,9970 u và 4,0015 u; lấy 1u = 931,5 MeV/c2. Năng lượng nhỏ nhất của phôtôn ứng với bức xạ để phản ứng xảy ra có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 6 MeV. B. 7 MeV. C. 9 MeV. D. 8 MeV.
Hướng dẫn
* Tính
Năng lượng tối thiểu cần cung cấp là 7 MeV Chọn B.
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Xét phản ứng hạt nhân α 1,0087u; mα = 26,97345u; mp = l,0073u; mn = l,0087u, NA = 6,023.1023,1 uc2 = 931 MeV. Phản ứng này thu hay tỏa năng lượng bao nhiêu năng lượng?
A. Thu 3,5 MeV. B. Thu 3,4 MeV. C. Toả 3,4 MeV. D. Toả 3,5 MeV.
Bài 2: Năng lượng nhỏ nhất để tách hạt nhân 2He4 thành hai phần giống nhau là bao nhiêu? Cho mHe = 4,0015u; mD = 2,0136u; lu.c2 = 931MeV.
A. 23,9 MeV. B. 12,4 MeV. C. 16,5 MeV. D. 3,2 MeV.
Bài 3: Xác định năng lượng tối thiếu cần thiết đế chia hạt nhân 6C12 thành 3 hạt α. Cho biết: mα = 4,0015u; mC = 11u; 1uc2 = 931 (MeV); 1 MeV = 1,6.1013 (J).
A. 4,19 (J). B. 6,7.10-13 (J). C. 4,19.10-13(J). D. 6,7.10-10 (J).
Bài 4: Khi bắn phá hạt nhân 3L16 bằng hạt đơ tri năng lượng 4 (MeV), người ta quan sát thấy có một phản ứng hạt nhân: 3L16 + D → α + α tạo thành hai hạt α có cùng động năng 13,2 (MeV). Biết phản ứng không kèm theo bức xạ gama. Lựa chọn các phương án sau:
A. Phản ứng thu năng lượng 22,2 MeV. B. Phản ứng thu năng lượng 14,3 MeV.
C. Phản ứng tỏa năng lượng 22,4 MeV. D. Phản ứng tỏa năng lượng 14,2 MeV.
Bài 5: Xét phản ứng hạt nhân sau: D + T → He + n. Biết độ hụt khối các hạt nhân: D; T; He lần lượt là ΔmD = 0,0024u; ΔmT = 0,0087u; ΔmHe = 0,0305u; 1ue2 =931 MeV. Phản ứng tỏa hay thu năng lượng?
A. tỏa 18,1 MeV. B. thu 18,1 MeV. C. tỏa 12,7 MeV. D. thu 10,5 MeV.
Bài 6: Dùng prôtôn bắn vào hạt nhân 3Li7 thì thu được hai hạt nhân giống nhau X. Biết độ hụt khối khi tạo thành các hạt nhân Li và X lần lượt là Δmu = 0,0427u; Δmx = 0,0305u; 1 uc2 = 931 (MeV). Phản ứng này thu hay tỏa bao nhiêu năng lượng?
A. tỏa ra 12,0735 MeV. B. thu 12,0735 MeV
C. tỏa ra 17,0373 MeV. D. thu 17,0373 MeV.
Bài 7: Xét phản ứng hạt nhân sau: 12D + 36Li → 24He + 24He. Biết độ hụt khối khi tạo thành các hạt nhân: D; T; He lần lượt là ΔmD = 0,0024u; ΔmLi = 0,0327u; ΔmHe = 0,0305u; luc2 = 931,5 MeV. Năng lượng phản ứng tỏa ra là:
A. 18,125 MeV. B. 25,454 MeV. C. 12,725 MeV. D. 24,126 MeV.
Bài 8: Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân D + D → n + X. Biết độ hụt khối của hạt nhân D và X lần lượt là 0,0024u và 0,0083u, coi luc2 = 931,5 MeV. Phản ứng trên tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng?
A. tỏa 3,26 MeV. B. thu 3,49 MeV. C. tỏa 3,49 MeV. D. thu 3,26 MeV.
Bài 9: Cho phản ứng hạt nhân: T + D → α + n. Biết năng lượng liên kết riêng của hạt nhân T là = 2,823 (MeV/nuclôn), năng lượng liên kết riêng của α là = 7,0756 (MeV/nuclôn) và độ hụt khối của D là 0,0024u. Lấy luc2 = 931 (MeV). Hỏi phản ứng toả hay thu bao nhiêu năng lượng?
A. tỏa 14,4 (MeV). B. thu 17,6 (MeV). C. tỏa 17,6 (MeV). D. thu 14,4 (MeV).
Bài 10: Năng lượng liên kết cho một nuclon trong các hạt nhân 10Ne20; 2He4 và 6C12 tương ứng bằng 8,03 MeV/nuclôn; 7,07 MeV/nuclôn và 7,68 MeV/nuclôn. Năng lượng cần thiết để tách một hạt nhân loNe20 thành hai hạt nhân 2He4 và một hạt nhân 6C12 là :
A. 11,9 MeV. B. 10,8 MeV. C. 15,5 MeV. D. 7,2 MeV.
Bài 11: Một phản ứng xẩy ra như sau: 92U235 + n → 58Ce140 + 41Nb93 + 3n + 7e-. Năng lượng liên kết riêng của U235 là 7,7 (MeV/nuclôn), của Cel40 là 8,43 (MeV/nuclôn), của Nb93 là 8,7 (MeV/nuclôn). Tính năng lượng toả ra trong phân hạch.
A. 187,4 (MeV). B. 179,7 (MeV). C. 179,8 (MeV). D. 182,6 (MeV).
Bài 12: Cho phản ứng hạt nhân: T + D →n + x + 17,6 (MeV). Tính năng lượng toả ra khi tổng hợp được 2 (g) chất X. Cho biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023.
A. 52.1024 MeV. B. 52.1023MeV C. 53.1024MeV D. 53.1023MeV
Bài 13: Xét phản ứng . Cho khối lượng mx = 4,0015u, mH = 1,0073u, mLi = 7,0012u, 1uc2 = 931 MeV và số Avogadro NA = 6,02.1023. Tính năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1 (gam) chất X
A. 3,9.1023 (MeV). B. 1,843.1019 (MeV). C. 4.1020 (MeV). D. 7,8.1023 (MeV).
Bài 14: Đề phản ứng có thể xảy ra, lượng tử phải có năng lượng tối thiếu là bao nhiêu? Cho biết, hạt nhân C12 đứng yên mC = 12u; mα = 4,0015u; 1 uc2 = 931 MeV
A. 7,50 MeV. B. 7,44 MeV. C. 7,26 MeV. D. 4,1895 MeV.
Bài 15: Dưới tác dụng của bức xạ gatnma, hạt nhân có thể tách thành ba hạt nhân 2He4 và sinh hoặc không sinh các hạt khác kèm theo. Biết khối lượng của các hạt là: mHe = 4,002604u; mC = 12u; 1uc2 = 931,5 MeV. Tần số tối thiểu của photon gamma để thực hiện được quá hình biến đổi này bằng:
A. 1,76.1021 HZ. B. l,671021HZ. C. l,76.1020HZ. D. l,67.1020HZ.
Bài 16: Dưới tác dụng của bức xạ gamma, hạt nhân có thể tách thành ba hạt nhân 2He4. Biết khối lượng của các hạt là: mHe = 4,002604u; mC = 12u; 1uc2 = 931,5 MeV, hằng số Plăng và tốc tốc độ ánh sáng trong chân không lần lượt là h = 6,625.10-34 Js, c = 3.108 m/s. Bước sóng dài nhất của photon gama để phản ứng có thế xảy ra là
A. 2,96.10-13 m. B. 2,96.10-14 m. C. 3,01.10-14m. D. 1,7.1013 m.
Bài 17: Xét phản ứng , lượng tử có nâng lượng 4,7895 MeV và hạt trước phản ứng đứng yên. Cho biết mC = 12u; mα = 4,0015u; 1uc2 = 931 MeV. Nếu các hạt hêli có cùng động năng thì động năng mỗi hạt hêli là
A 0,56 MeV. B. 0,44 MeV. C. 0,6 MeV. D. 0,2 MeV.
Bài 18: Giả sử trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng của các hạt trước phản ứng nhỏ hơn tổng khối lượng các hạt sau phản ứng là 0,02 u. Phản úng hạt nhân này
A. thu năng lượng 18,63 MeV. B. thu năng lượng 1,863 MeV.
C. tỏa năng lương 1,863 MeV. D. tỏa năng lượng 18,63 MeV.
1.A
2.B
3.B
4.C
5.A
6.C
7.D
8.A
9.C
10.A
11.C
12.D
13.A
14.D
15.A
16.D
17.D
18.A

Dạng 3. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN PHẢN ỨNG HẠT NH N KÍCH THÍCH
Dùng hạt nhẹ A (gọi là đạn) bắn phá hạt nhân B đứng yên (gọi là bia):
A + B (nếu bỏ qua bức xạ gama)
Đạn thường dùng là các hạt phóng xạ, ví dụ:
Để tìm động năng, vận tốc của các hạt dựa vào hai định luật bảo toàn động lượng và bảo toàn năng lượng:
1. Tổng động năng của các hạt sau phản ứng
Ta tính
Tổng động năng của các hạt tạo thành:
Ví dụ 1: Một hạt α có động năng 3,9 MeV đến đập vào hạt nhân đứng yên gây nên phản ửng hạt nhân. Tính tổng động năng của các hạt sau phản ứng. Cho mα = 4,0015u; mn = l,0087u; nAl = 26,97345u; mp = 29,97005u; 1uc2 = 931 (MeV).
A. 17,4 (MeV). B. 0,54 (MeV). C. 0,5 (MeV). D. 0,4 (MeV).
Hướng dẫn
Cách 1:
Chọn D.
Cách 2: Áp dụng định luật bào toàn năng lượng toàn phần:

Ví dụ 2: Dùng proton có động năng 5,45 (MeV) bắn phá hạt nhân Be9 đứng yên tạo ra hai hạt nhân mới là hạt nhân Li6 hạt nhân X. Biết động động năng của hạt nhân Li là 3,05 (MeV). Cho khối lượng của các hạt nhân: mBe = 9,01219u; mp = l,0073u; mu = 6,01513u; mX= 4,0015u; 1uc2 = 931 (MeV). Tính động năng của hạt X.
A. 8,11 MeV. B. 5,06 MeV. C. 5,07 MeV. D. 5,08 MeV.
Hướng dẫn
Chọn B.
Chú ý: Nếu phản ứng thu năng lượng thì động năng tối thiểu của hạt đạn A cần thiết để phản ứng thực hiện là .
Ví dụ 3: Hạt α có động năng Wα đến va chạm với hạt nhân đứng yên, gây ra phản ứng: . Cho biết khối lượng các hạt nhân: mα = 4,0015u; mp = l,0073u; mn = 13,9992u; mX = 16,9947u; 1uc2 = 931 (MeV). Động năng tối thiểu của hạt α để phản ứng xảy ra là
A. 1,21 MeV. B. 1,32 MeV. C. 1,24 MeV. D. 2 MeV.
Hướng dẫn
Cách 1:
Chọn A.
Cách 2: Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần

2. Tỉ số động năng
+ Nếu cho biết thì chỉ cần sử dụng thêm định luật bao toàn năng lượng:

+ Giải hệ:
Ví dụ 1: Hạt α có động năng 6,3 (MeV) bắn vào một hạt nhân đứng yên, gây ra phản ứng:. Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 5,7 (MeV), động năng của hạt C gấp 5 lần động năng hạt n. Động năng của hạt nhân n là
A. 9,8 MeV. B. 9 MeV. C. 10 MeV. D. 2 MeV.
Hướng dẫn
Chọn D.
Ví dụ 2: Bắn một hạt α có động năng 4,21 MeV vào hạt nhân nito đang đứng yên gây ra phản úng: . Biết phản ứng này thu năng lượng là 1,21 MeV và động năng của hạt O gấp 2 lần động năng hạt p. Động năng của hạt nhân p là
A. 1,0 MeV. B. 3,6 MeV. C. 1,8 MeV. D. 2,0 MeV.
Hướng dẫn
Chọn A.
Bình luận thêm: Để tìm tốc độ của hạt p ta xuất phát từ WO
thay và ta được:

Chú ý: Nếu hai hạt sinh ra có cùng động năng thì:
Ví dụ 3: (CĐ−2010) Dùng hạt prôtôn có động năng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân liti () đứng yên. Giả sử sau phản ứng thu được hai hạt giống nhau có cùng động năng và không kèm theo tia . Biết năng lượng tỏa ra của phản ứng là 17,4 MeV. Động năng của mỗi hạt sinh ra là
A. 19,0 MeV. B. 15,8 MeV. C. 9,5 MeV. D. 7,9 MeV.
Hướng dẫn
Cách 1: Chọn C.
Cách 2:

Ví dụ 4: (QG − 2015) Bắn hạt proton có động năng 5,5 MeV vào hạt nhân đang đứng yên, gây ra phản ứng hạt nhân. Giả sử phản ứng không kèm theo bức xạ , hai hạt α có cùng động năng và bay theo hai hướng tạo với nhau góc 160°. Coi khối lượng của mỗi hạt tính theo đon vị u gần đúng bằng sổ khối của nó. Năng lượng mà phản ứng tỏa ra là
A. 14,6 MeV. B. 10,2 MeV. C. 17,3 MeV. D. 20,4 MeV.
Hướng dẫn
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

Chọn C.
Chú ý: Nếu cho biết tỉ số tốc độ của các hạt ta suy ra tỉ số động năng.
Ví dụ 5: Cho hạt proton có động năng 1,2 (MeV) bắn phá hạt nhân đang đứng yên tạo ra 2 hạt nhân X giống nhau nhưng tốc độ chuyển động thì gấp đôi nhau. Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 17,4 (MeV) và không sinh ra bức xạ. Động năng của hạt nhân X có tốc độ lớn hơn là
A. 3,72 MeV. B. 6,2 MeV. C. 12,4 MeV. D. 14,88 MeV.
Hướng dẫn
Nếu thì
Chọn D.
Ví dụ 6: Hạt A có động năng WA bắn vào một hạt nhân B đứng yên, gây ra phản ứng: A + B D. Hai hạt sinh ra có cùng độ lớn vận tốc và khối lượng lần lượt là mC và mo. Cho biết tổng năng lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng nhiều hơn tổng năng lượng nghỉ của các hạt sau phản ứng là ΔE và không sinh ra bức xạ. Tính động năng của hạt nhân C.
A. WC = mD(WA + ΔE)/(mc + mD). B. WC = (WA + ΔE).( mC + mD)/ mC.
C. WC = (WA + ΔE).(mC + mD)/ mD. D. WC = mC (WA + ΔE)/(mC + mD).
Hướng dẫn
Chọn D.
3. Quan hệ véc tơ vận tốc
Nếu cho thay trực tiếp vào định luật bảo toàn động lượng
để biểu diễn theo và lưu ý:
. Biểu diễn WC và WD theo WA rồi thay vào công thức:
và từ đây sẽ giải quyết được 2 bài toán:
− Cho WA tính ΔE
− Cho ΔE tính WA
Ví dụ 1: Hạt A có động năng WA bắn vào một hạt nhân B đứng yên, gây ra phản ứng: A + B → C + D và không sinh ra bức xạ . Véc tơ vận tốc hạt C gấp k lần véc tơ vận tốc hạt D. Bỏ qua hiệu ứng tương đối tính. Tính động năng của hạt C và hạt D.
Hướng dẫn

Năng lượng phản ứng hạt nhân:
+ Cho WA tính được ΔE
+ Cho ΔE tính được WA
Ví dụ 2: Bắn hạt α vào hạt nhân đứng yên có phản ứng: Các hạt sinh ra có cùng véctơ vận tốc. Cho khối lượng hạt nhân (đo bằng đon vị u) xấp xỉ bằng số khối của nó. Tỉ số tốc độ của hạt nhân ô xi và tốc độ hạt α là
A. 2/9. B. 3/4. C. 17/81. D. 4/21.
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 3: Bắn hạt α vào hạt nhân đứng yên có phản ứng: . Các hạt sinh ra có cùng véctơ vận tốc. Cho khối lượng hạt nhân (đo bằng đơn vị u) xấp xỉ bằng số khối của nó. Tỉ số động năng của hạt nhân ô xi và động năng hạt α là
A. 2/9. B. 3/4. C. 17/81. D. 1/81.
Hướng dẫn

Chọn C.
Ví dụ 4: Bắn hạt α vào hạt nhân nitơ N14 đứng yên, xảy ra phản ứng tại thành một hạt nhân oxi và một hạt proton. Biết rằng hai hạt sinh ra có véctơ vận tốc như nhau, phản ứng thu năng lượng 1,21 (MeV). Cho khối lượng của các hạt nhân thỏa mãn: m0mα = 0,21(mo + mp)2 và mpmα = 0,012(mo + mp)2. Động năng hạt α là
A. 1,555 MeV. B. 1,656 MeV. C. 1,958 MeV. D. 2,559 MeV.
Hướng dẫn

Ta có: Chọn A.
4. Phương chuyển động của các hạt
a) Các hạt tham gia có động năng ban đầu không đáng kể
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng cho phản ứng: (nếu bỏ qua bức xạ gama):
Chứng tỏ hai hạt sinh ra chuyển động theo hai hướng ngược nhau, có tốc độ và động năng tỉ lệ nghịch với khối lượng.
Mặt khác: nên
Ví dụ 1: Phản ứng hạt nhân: toả ra năng lượng 17,6 MeV. Giả sử ban đầu động năng các hạt không đáng kể. Coi khối lượng xấp xỉ số khối. Động năng của là
A. 10,56 MeV. B. 7,04 MeV. C. 14,08 MeV. D. 3,52 MeV.
Hướng dẫn

Chọn C.
b) Các hạt chuyển động theo hai phương vuông góc với nhau

* Nếu thì
* Nếu thì

Sau đó, kết hợp với phương trình:
Có thể tìm ra các hệ thức trên bằng cách bình phương vô hướng đắng thức véc tơ:
+ Nếu cho thì bình phương hai vế

+ Neeus cho viết lại thành bình phương hai vế:

Ví dụ 1: Hạt nhân α có động năng 5,3 (MeV) bắn phá hạt nhân đứng yên và gây ra phản ứng: . Hai hạt sinh ra có phương vectơ vận tốc vuông góc với nhau. Cho biết tổng năng lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng nhiều hơn tổng năng lượng nghỉ của các hạt sau phản úng là 5,6791 MeV, khối lượng của các hạt: mα = 3,968mn; mx = 1 l,8965mn. Động năng của hạt X là
A. 0,92 MeV. B. 0,95 MeV. C. 0,84 MeV. D. 0,75 MeV.
Hướng dẫn
Vì hai hạt sinh ra chuyển động vuông góc với nhau nên:

Chọn A.
Ví dụ 2: (ĐH−2010) Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân đang đứng yên. Phản úng tạo ra hạt nhân X và hạt α . Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn và có động năng 4 MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đon vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong các phản ứng này bằng
A. 4,225 MeV. B. 1,145 MeV. C. 2,125 MeV. D. 3,125 MeV.
Hướng dẫn
Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương của proton nên:
Năng lượng phản ứng:
Chọn C.
Kinh nghiệm giải nhanh:
* Nếu thì
* Nếu thì
Sau đó, kết hợp với
Với mỗi bài toán cụ thể, phải xác định rõ đâu là hạt A, hạt B, hạt C và hạt D.
c) Các hạt chuyển động theo hai phương bất kì
* Nếu thì
* Nếu thì
Sau đó, kết hợp với
Thật vậy:
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

* Nếu cho thì bình phương hai vế

(ở trên ta áp dụng )
Ví dụ 1: Dùng một proton có động năng 5,58 (MeV) bắn phá hạt nhân đứng yên sinh ra hạt α và hạt nhân X và không kèm theo bức xạ . Biết năng lượng toả ra trong phản ứng chuyển hết thành động năng của các hạt tạo thành, động năng của hạt α là 6,6 (MeV) và động năng hạt X là 2,648 (MeV). Cho khối lượng các hạt tính theo u bằng số khối. Góc tạo bởi hướng chuyển động của hạt α và hướng chuyển động hạt proton là
A. 147°. B. 148°. C. 150°. D. 120°.
Hướng dẫn

Chọn C.
Ví dụ 2: Bắn phá một prôtôn vào hạt nhân đứng yên. Phản ứng hạt nhân sinh ra hai hạt nhân X giống nhau và có cùng tốc độ. Biết tốc độ của prôtôn bằng 4 lần tốc độ hạt nhân X. Coi khối lượng của các hạt nhân bằng số khối theo đơn vị u. Góc tạo bởi phương chuyển động của hai hạt X là
A. 60°. B. 90°. C. 120°. D. 150°.
Hướng dẫn

Chọn C.
Ví dụ 3: Hạt α có động năng 5 MeV bắn vào một hạt nhân đứng yên, gây ra phản ứng tạo thành một hạt C12 và một hạt nơtron. Hai hạt sinh ra có vectơ vận tốc hợp với nhau một góc 80°. Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 5,6 MeV. Coi khối lượng xấp xỉ bằng số khối. Động năng của hạt nhân C có thể bằng
A. 7 MeV. B. 0,589 MeV. C. 8 MeV. D. 2,5 MeV.
Hướng dẫn
Phương trình phản ứng: .
Hai hạt sinh ra có vectơ vận tốc hợp với nhau một góc 80° nên:
kết hợp với
Ta được hệ:
Chọn B.
Ví dụ 4: Bắn hạt α có động năng 4 (MeV) vào hạt nhân nitơ đứng yên, xẩy ra phản ứng hạt nhân: . Biết động năng của hạt prôtôn là 2,09 (MeV) và hạt prôtôn chuyển động theo hướng hợp với hướng chuyển động của hạt α một góc 60°. Coi khối lượng xấp xỉ bằng số khối. Xác định năng lượng của phản ứng tỏa ra hay thu vào.
A. Phản ứng toả năng lượng 2,1 MeV. B. Phản ứng thu năng lượng 1,2 MeV.
C. Phản ứng toà năng lượng 1,2 MeV. D. Phản ứng thu năng lượng 2,1 MeV.
Hướng dẫn
Hạt prôtôn chuyển động theo hướng hợp với hướng chuyển động của hạt a một góc 60° nên

Năng lượng: Chọn B.
Ví dụ 5: Dùng chùm proton bắn phá hạt nhân đang đứng yên tạo ra 2 hạt nhân X giống nhau có cùng động năng là W nhưng bay theo hai hướng hợp với nhau một gócvà không sinh ra tia gama. Biết tổng năng lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng chuyển nhiều hơn tổng năng lượng nghỉ của các hạt tạo thành là 2W/3. Coi khối lượng hạt nhân đo bằng đon vị khối lượng nguyên tử gần bằng số khối của nó thì
A. . B. C. D. .
Hướng dẫn

Chọn D.
Ví dụ 6: (ĐH−2011): Bắn một prôtôn vào hạt nhânđứng yên. Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống nhau bay ra với cùng tốc độ và theo các phương hợp với phương tới của prôtôn các góc bằng nhau là 60°. Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của nó. Tỉ số giữa tốc độ của prôtôn và tốc độ của hạt nhân X là
A. 4. B. 1/4. C. 2. D. 1/2.
Hướng dẫn

Áp dụng định luật báo toàn động lượng:

Chọn A.
Ví dụ 7: Người ta dùng hạt prôton bắn vào một hạt nhân bia đứng yên, để gây ra phản ứng tạo thành hai hạt giống nhau, bay ra với cùng động năng và theo các hướng lập với nhau một góc 120°. Biết số khối của hạt nhân bia lớn hơn 3. Phản ứng trên tỏa hay thu năng lượng?
A. Không đủ dữ liệu để kết luận.
B. Phản ứng trên là phản ứng thu năng lượng
C. Phản ứng trên là phản ứng tỏa năng lượng.
D. Phản ứng trên là phản ứng không tỏa năng lượng, không thu năng lượng.
Hướng dẫn

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng:

Năng lượng của phản ứng:
thu được năng lượng (vì hay hay ) Chọn B
d) Cho biết hai góc hợp phương chuyển động của các hạt

* Chiếu lên phương của hạt đạn:

* Áp dụng định lí hàm số sin: f
Ví dụ 1: Một proton có khối lượng mp có tốc độ vP bắn vào hạt nhân bia đứng yên Li7. Phản ứng tạo ra 2 hạt X giống hệt nhau có khối lượng mX bay ra với vận tốc có độ lớn bằng nhau và hợp với nhau một góc 120°. Tốc độ của các hạt X là
A. . B. .
C. . D..
Hướng dẫn
chiếu lên hướng của
Chọn C.
Ví dụ 2: Hạt nơtron có động năng 2 (MeV) bắn vào hạt nhân đứng yên. gây ra phản ứng hạt nhân tạo thành một hạt α và một hạt T. Các hạt α và T bay theo các hướng hợp với hướng tới của hạt nơtron những góc tương ứng bẳng 150 và 300. Bỏ qua bức xạ . Phản ứng thu hay tỏa năng lượng? (cho tỷ số giữa các khối lượng hạt nhân bằng tỉ số giữa các số khối của chúng).
A. 17,4 (MeV). B. 0,5 (MeV). C. −1,3 (MeV). D. −1,66 (MeV).
Hướng dẫn

Ví dụ 3: (CĐ – 20101) Bắn một phô tôn vào hạt nhânđứng yên. Phản ứng ra hai hạt nhân X giống nhau bay ra với cùng tốc độ và theo các phương hợp với phương của proton các góc bằng nhau là 600. Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của nó. Tỉ số giữa tốc độ của proton và tốc độ của hạt nhân X là
A. 4. B. 0,25. C. 2. D. 0,25
Hướng dẫn

Phương trình phản ứng hạt nhân:
Từ tam giác đều suy ra: Chọn A.
Ví dụ 4: Dùng chùm proton có động năng 1 (MeV) bắn phá hạt nhân đang đứng yên tạo ra 2 hạt nhân X có bản chất giống nhau và không kèm theo bức xạ . Biết hai hạt bay ra đối xứng với nhau qua phương chuyển động của hạt prôtôn và hợp với nhau một góc 170,5°. Coi khối lượng xấp xỉ bằng số khối. Cho biết phản ứng thu hay toà bao nhiêu năng lượng?
A. tỏa 16,4 (MeV). B. thu 0,5 (MeV). C. thu 0,3 (MeV). D. tỏa 17,2 (MeV)
Hướng dẫn
Chiếu lên hướng của

Chọn D
Điểm nhấn: Phản ứng hạt nhân kích thích: A + B (đứng yên) → C + D:
Năng lượng phản ứng:
1) Nếu thì
2) Nếu thì
3) Nếu thì
4) Nếu thì
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Hạt A có động năng WA bắn vào một hạt nhân B đứng yên, gây ra phản ứng: A + B → C + D. Cho biết tổng năng lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng nhiều hơn tổng năng lượng nghỉ của các hạt sau phản ứng là ΔE. Tính tổng động năng của các hạt nhân tạo thành.
A. (ΔE - WA). B. (ΔE + WA). C. (WA - ΔE). D. (0,5. ΔE + WA).
Bài 2: Cho phản ứng hạt nhân: . Cho biết hạt prôtôn có động năng 5,33734 MeV bắn phá hạt nhân Be đứng yên. Tìm tổng động năng của các hạt tạo thành. Cho biết khối lượng của các hạt: mBe = 9,01219u; mp = l,0073u; mLi = 6,01513u; mx = 4,0015u; 1uc2 = 931 (MeV).
A. 8 MeV. B. 4,55 (MeV). C. 0,155 (MeV). D. 4,56 (MeV).
Bài 3: Xét phan ứng xảy ra khi bắn phá hạt nhân nhôm:. Biết khối lượng các hạt mAl = 26,9740u; mn = l,0087u; mp = 29,9700u; mα = 4,0015u, cho 1u = 931 MeV/c2. Động năng tối thiểu của hạt α để phản ứng xảy ra là
A. 5 MeV. B. 3 MeV. C. 4 MeV. D. 2 MeV.
Bài 4: Cho hạt A có động năng WA bắn phá hạt nhân B đang đứng yên tạo ra 2 hạt nhân C và D. Động năng của hạt C gấp 3 lần động năng hạt D. Biết tổng năng lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng nhiều hơn tổng năng lượng nghỉ của các hạt sau phản ứng là ΔE và không sinh ra bức xạ . Tính động năng của hạt D.
A. 0,5.(WA + ΔE). B. (WA + ΔE). C. 2.(WA + ΔE). D. 0,25.(WA + ΔE).
Bài 5: Hạt α có động năng 5,3 (MeV) bắn vào một hạt nhân 4Be9 đứng yên, gây ra phản ứng: . Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 5,7 (MeV), động năng của hạt C gấp 10 lần động năng hạt n. Động năng của hạt nhân C là
A. 9,8 MeV. B. 9 MeV. C. 10 MeV. D. 12 MeV.
Bài 6: Cho hạt proton có động năng 1,2 (MeV) bắn phá hạt nhân đang đứng yên tạo ra 2 hạt nhân X giống nhau nhưng tốc độ chuyển động thì gấp đôi nhau. Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 17,4 (MeV) và không sinh ra bức xạ . Động năng của hạt nhân X có tốc độ nhỏ hơn là
A. 3,72 MeV. B. 6,2 MeV. C. 12,4 MeV. D. 5,8 MeV.
Bài 7: Hạt α có động năng 8,48.10-13 (J) bắn vào một hạt nhân đứng yên, gây ra phản ứng . Cho biết phản ứng thu năng lượng 4,176.10-13 (J) và hai hạt sinh ra có cùng động năng. Động năng của hạt nhân X là:
A. 2,152.10-13(J). B. 4,304.10-13 (J). C. 6,328.10-13 (J). D. 2,652.10-13 (J).
Bài 8: Cho hạt proton có động năng 1,46 (MeV) bắn phá hạt nhân đang đứng yên tạo ra 2 hạt nhân X giống nhau có cùng động năng và không sinh ra bức xạ. Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 17,4 (MeV). Xác định động năng của mỗi hạt nhân X.
A. 9,48 MeV. B. 9,43 MeV. C. 10,1 MeV. D. 10,2 MeV.
Bài 9: Bắn một hạt a có động năng 4 MeV vào hạt nhân nito đang đứng yên gây ra phản ứng: . Phản ứng này thu năng lượng là 1,21 MeV. Hai hạt sinh ra có cùng động năng. Coi khối lượng hạt nhân gần đúng bằng số khối, tính theo đơn vị u vói u = l,66.10-237kg. Tốc độ của hạt nhân ôxi là
A. 0,41,107 m/s. B. 3,98.106 m/s. C. 3,72.107 m/s. D. 4,1.107m/s.
Bài 10: Hạt prôtôn động năng 3,5 MeV bắn phá hạt nhân 11Na23 đứng yên tạo ra hạt α và hạt nhân X. Hạt α có độ lớn vận tốc bằng 1,0005 độ lớn vận tốc của hạt nhân X. Cho biết tổng năng lượng nghi của các hạt trước phản ứng nhiều hơn tổng năng lượng nghi của các hạt sau phản ứng là ΔE = 2,374 MeV, khối lượng của các hạt: mx = 5.mα. Xác định động năng của hạt X.
A. 4,4 MeV. B. 4,5 MeV. C. 4,8 MeV. D. 4,9 MeV.
Bài 11: Hạt a có động năng 4 MeV đến bắn phá hạt nhân 7N14 đứng yên, gây ra phản ứng hạt nhân, tạo ra một hạt prôtôn và một hạt nhân X. Giả sử hai hạt sinh ra có cùng độ lớn vận tốc. Cho biết khối lượng mα= 4,0015u; mP = l,0073u; mN = 13,9992u; mX = 16,9947u; 1 uc2 = 931 (MeV). Hãy tính động năng của hạt prôtôn.
A. 17,4 MeV. B. 0,145 MeV. C. 0,155 MeV . D. 0,156 MeV.
Bài 12: Xét phản ứng hạt nhân sau: 1H1 + 3L17 → 2.X + 17,0373 MeV. Biết động năng hạt nhân hyđrô là 1,2 MeV, hạt nhân Li đứng yên, hai hạt nhân X có cùng độ lớn vận tốc. Động năng của mỗi hạt X là:
A. 18,2372 MeV. B. 13,6779 MeV. C. 17,0373 MeV. D. 9,11865 MeV.
Bài 13: Dùng hạt Prôtôn có động năng 1,2 Mev bắn vào hạt nhân 37Li đứng yên thì thu được hai hạt nhàn giống nhau X chuyển động vói cùng độ lớn vận tốc cho mP = l,0073u; mu = 7,0140u; mX = 4,0015u: lu = 931 Mev/c2. Động năng của mỗi hạt X là:
A. 18,24 MeV. B. 9,12 MeV. C. 4,56 MeV. D. 6,54 MeV.
Bài 14: Hạt α có động năng WA bắn vào một hạt nhân B dứng yên, gây ra phan ứng: A + B → C + D và không sinh ra bức xạ . Hai hạt sinh ra có cùng vecto vận tốc. Bỏ qua hiệu ứng tương đối tính. Động năng của hạt C là
A. B.
C. D.
Bài 15: Bắn hạt α vào hạt nhân 7N14 đứng yên ta có phản ứng: . Các hạt sinh ra có cùng véctơ vận tốc. Cho khối lượng hạt nhân (đo bằng đơn vị u) xấp xỉ bằng số khối của nó. Tỉ số động năng của hạt p và động năng hạt X là
A. 2/9. B. 3/4. C. 17/81. D. 1/81.
Bài 16: Bắn hạt α vào hạt nhân 7N14 đứng yên ta có phản ứng: . Các hạt sinh ra có cùng véctơ vận tốc.. Cho khối lượng hạt nhân (đo bằng đơn vị u) xấp xỉ bằng số khối của nó. Tính tỉ số của tổng động năng của các hạt sinh ra và tổng động năng các hạt ban đầu.
A. 2/9. B. 3/4. C. 1/3. D. 5/2.
Bài 17: Hạt nhân hiđrô bắn phá hạt nhân Li7 đứng yên gây ra phản ứng: . Biết tổng năng lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng ít hơn tổng năng lượng nghỉ của các hạt sau phản ứng là 17 MeV, hai hạt nhân X có cùng véctơ vận tốc và không sinh ra bức xạ γ. Cho biết khối lượng: mX = 3,97.mp. Động năng mỗi hạt X là
A. 18,2372 MeV. B. 13,6779 MeV. C. 1,225 MeV. D. 9,11865 MeV.
Bài 18: Bắn hạt α vào hạt nhân nitơ N14 đứng yên, xẩy ra phản ứng hạt nhân: . Biết rằng hai hạt sinh ra có véc tơ vận tốc như nhau. Tổng năng lượng nghỉ trước nhỏ hơn tổng năng lượng nghỉ sau là 1,21 MeV. Cho khối lượng của các hạt nhân bằng số khối. Tính động năng của α.
A. 1,56 MeV. B. 2,55 MeV. C. 0,55 MeV. D. 1,51 MeV.
Bài 19: Hạt prôtôn động nằng 3,5 MeV bẳn phá hạt nhân đứng yên tạo ra hạt α và hạt nhân X. Cho biết hạt hai hạt sinh ra chuyển động cùng hướng nhưng hạt α có độ lớn vận tốc bằng 2 lần độ lớn vận tốc của hạt nhân X. Cho biết khối lượng: mU = 3,97.mp: mX = 19,84.mp; mp = 1,67.10-27 (kg). Tính động năng của hạt X.
A. 4,4 MeV. B. 0,09 MeV. C. 4,8 MeV. D. 4,9 MeV.
Bài 20: Bắn hạt α vào hạt nhân nitơ N14 đứng yên, xảy ra phản ứng tại thành một hạt nhân oxi và một hạt proton. Biết rằng hai hạt sinh ra có véctơ vận tốc như nhau. Cho khối lượng của các hạt nhân thỏa mãn: và . Động năng hạt α là 1,55 MeV. Hỏi phản ứng tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng?
A. thu 1,2 MevT B. tỏa 1,2 MeV. C. thu 1,55 MeV. D. tỏa 1,55 MeV.
Bài 21: Phản ứng hạt nhân: toả ra năng lượng 4,8 MeV. Giả sử ban đầu động năng các hạt không đáng kể. Coi khối lượng xấp xỉ số khối. Động năng của T là
A. 2,33 MeV B. 2,06 MeV. C. 2,40 MeV D. 2,74 MeV.
Bài 22: Hạt α có động 5,3MeV bắn vào hạt nhân đứng yên gây ra phản ứng . Hạt n chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của hạt α. Cho biết phản ứng tỏa ra một năng lượng 5,7 (MeV). Tính động năng của hạt nhân X. Coi khối lượng xấp xỉ bằng số khối.
A. 18,3 MeV. B. 0,5MeV. C. 8,3 MeV. D. 2,5 MeV.
Bài 23: Bắn hạt α có động năng WA vào hạt nhân B đứng yên, xẩy ra phản ứng hạt nhân: nA + 3nB → 2nC + 2nD. Biết động năng của hạt C là WC và chuyển động theo hướng hợp với hướng chuyển động của hạt A một góc 90° và không sinh ra bức xạ γ. Coi khối lượng xấp xi bằng số khối. Tính năng lượng của phản ứng tỏa ra hay thu vào.
A. B. C. D.
Bài 24: Hạt α có động năng 7,7 MeV đến va chạm với hạt nhân 7N14 đứng yên, gây ra phản ứng:. Biết vận tốc của prôtôn bắn ra có phương vuông góc với vận tốc hạt α. Cho biết khối lượng các hạt nhân: mα = 4,0015u; mp = l,0073u; mN = 13,9992u; mX = 16,9947u; luc2 = 931 (MeV). Tốc độ hạt nhân X là
A. 4,86.106 m/s. B. 4,96.106 m/s. C. 5,06.106 m/s. C. 5,15.106 m/s.
Bài 25: Dùng chùm proton có động năng 5,45 MeV bắn phá hạt nhân 4Be9 đứng yên tạo ra hạt α và hạt nhân X. Hạt α chuyển động theo phương vuông góc với vận tốc của proton và có động năng 4 MeV. Coi khối lượng đo bằng đơn vị u xấp xỉ bằng số khối của nó, lấy luc2 = 931 (MeV). Lựa chọn các phương án sau:
A. Phản ứng toả năng lượng 2,125 MeV. B. Phản ứng thu năng lượng 2,126 MeV.
C. Phản ứng toả năng lượng 2,127 MeV. D. Phản ứng thu năng lượng 2,126 MeV.
Bài 26: Người ta dùng proton có động năng 5,45 MeV bắn phá hạt nhân đứng yên sinh ra hạt α và hạt nhân liti (Li). Biết rằng hạt α sinh ra có động năng 4 MeV và chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyến động của proton ban đầu. Cho khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u xấp xi bằng số khối của nó. Động năng của hat nhân liti sinh ra là
A. 1,450 MeV. B. 4,725 MeV. C. 3,575 MeV. D. 9,450 MeV.
Bài 27: Hạt α có động năng 5 (MeV) bắn vào một hạt nhân 4Be9 đứng yên, gây ra phản ứng: 4Be9 + α → n + X. Hạt n chuyển động theo hướng hợp với hướng chuyển động của hạt α một góc 60°. Cho động năng của hạt n là 8 (MeV). Tính động năng của hạt nhân X. Coi khối lượng xấp xỉ bằng số khối.
A. 18,3 MeV. B. 2,5 MeV. C. 1,3 MeV. D. 2,9 MeV.
Bài 28: Dùng hạt prôtôn bắn vào hạt nhân Liti 3Li7 đứng yên sẽ cho ta hai hạt nhân α có động năng đều bằng WA. Biết các hạt α chuyển động theo các hướng tạo với nhau một góc 160°. Cho biết khối lượng của hạt nhân tính theo đơn vị u gần bằng số khối. Lựa chọn các phương án sau.
A. phản ứng toả năng lượng 2Wα (4cos20° - 3).
B. phản úng thu năng lượng 2 Wα (4cos20° - 3).
C. phản úng toả năng lượng 4 Wα (2cos20° -1).
D. phản úng thu năng lượng 4 Wα (2cos20° - 1),
Bài 29: Dùng chùm proton có động năng 5,75 (MeV) bắn phá các hạt nhân 3Li7 đang đứng yên tạo ra 2 hạt nhân X giống nhau có cùng động năng. Năng lượng toả ra trong phản ứng chuyển hết thành động năng của các hạt tạo thành. Cho khối lượng các hạt nhân: mx = 4,0015u; mu = 7,0144u; mp = l,0073u; luc2 = 931 (MeV). Xác định góc hợp bởi các véctơ vận tốc của hai hạt nhân X sau phản ứng.
A. 147°. B. 148°. C. 170°. D. 160°.
Bài 30: Dùng chùm proton có động năng 1,8 MeV bắn phá hạt nhân 3L17 đang đứng yên tạo ra 2 hạt nhân X giống nhau có cùng độ lớn vận tốc và không sinh ra tia gama. Xác định góc hợp bởi các véctơ vận tốc của hai hạt nhân X sau phản ứng. Năng lượng toả ra trong phản ứng chuyển hết thành động năng của các hạt tạo thành. Cho biết khối lượng của các hạt nhân: mx = 4,0015u; mU = 7,0144u; mp = l,0073u; luc2 = 931 (MeV).
A. 167,5°. B. 178°. C. 171°. D. 170°.
Bài 31: Dùng chùm proton có động năng 1 (MeV) bắn phá hạt nhân 3Li7 đang đứng yên tạo ra 2 hạt nhân X có bán chất giống nhau và không kèm theo bức xạ . Xác định góc họp bới các véctơ vận tốc của hai hạt nhân X sau phản ứng, biết chúng bay ra đối xứng với nhau qua phương chuyển động của hạt prôtôn. Cho khối lượng các hạt nhân theo đơn vị u là: mx = 4,0015u; mLi = 7,0144u; mp = l,0073u: 1uc2 = 931 (MeV).
A. 147°. B. 178°. C. 171°. D. 170,5°.
Bài 32: Dùng prôtôn bắn vào hạt nhân đứng yên để gây phản ứng: . Biết động năng của các hạt p, X, lần lượt là 5,45 MeV, 4,0 MeV và 3,575 MeV. Coi khối lượng các hạt tính theo u gần bằng số khối của nó. Góc hợp bởi hướng chuyển động của các hạt p và X gần đúng bằng:
A. 60°. B. 90° C. 120°. D. 45°.
Bài 33: Hạt proton chuyển động đến va chạm vào một hạt nhân liti 3Li7 đứng yên. Sau va chạm xuất hiện hai hạt nhân X giống nhau bay với vận tốc có cùng độ lớn nhưng hợp nhau một góc α. Biết động năng của hạt proton và X lần lượt là WH = 8,006 MeV, Wx = 2,016 MeV. Khối lượng của chúng là mH = l,008u, mx = 4,003u. Tính góc α.
A. 30°, B. 60°. C. 90°. D. 120°.
Bài 34: Hạt proton chuyển động đến va chạm vào một hạt nhân liti 3Li7 đứng yên. Sau va chạm xuất hiện hai hạt nhân α giống nhau. Biết phản ứng trên là phản ứng tỏa năng lượng và hai hạt tạo thành có cùng động năng. Lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u gần đúng bằng số khối của chúng. Góc φ giữa hướng chuyển động của các hạt α bay ra có thể là
A. có giá trị bât kì. B. bằng 60°. C. bằng 160°. D. bằng 120°.
Bài 35: Bắn một hạt prôton có khối lượng mP vào hạt nhân Li đứng yên. Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống hệt nhau có khối lượng mX bay ra có cùng độ lớn vận tốc vX và cùng họp với hướng ban đầu của proton một góc 45°. Bỏ qua hiệu ứng tương đối tính. Tốc độ của hạt prôtôn là
A. . B. .
C. D.
Bài 36: Bắn một hạt prôton có khối lượng mp vào hạt nhân Li đứng yên. Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống hệt nhau có khối lượng mX bay ra có cùng độ lớn vận tốc vX và cùng hợp với hướng ban đầu của proton một góc 60°. Bỏ qua hiệu ứng tương đối tính. Tốc độ của hạt prôtôn là
A. . B. .
C. D.
Bài 37: Bắn một hạt prôton có khối lượng mP có tốc độ vP vào hạt nhân Li đứng yên. Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống hệt nhau có khỏi lượng mX bay ra có cùng độ lớn vận tốc và cùng hợp với hướng ban đầu của proton một góc 60°. Bỏ qua hiệu ứng tương đối tính. Tốc độ của hạt X là
A. B. C. D.
Bài 38: Hạt a có động năng 5 MeV bắn vào một hạt nhân 4Be9 đứng yên, gây ra phản ứng tạo thành một hạt C 12 và một hạt nơtron. Hạt C bay theo hướng hợp với hướng chuyển động của hạt α một góc 30°, còn hạt n bay theo hướng hợp với hướng chuyển động của hạt a một góc 70°. Coi khối lượng xấp xỉ bằng số khối. Động năng hạt C và hạt n lần lượt là
A. 4,8 MeV và 2,5 MeV. B. 1,5 MeV và 5,2 MeV.
C. 5,2 MeV và 1,5 MeV. D. 2,5 MeV và 4,8 MeV.
Bài 39: Hạt nơtron có động năng Wn bắn vào hạt nhân 3Li6 đứng yên, gây ra phản ứng hạt nhân tạo thành một hạt α và một hạt T. Các hạt α và T bay theo các hướng hợp với hướng tới của hạt nơtron những góc tương ứng bằng 15° và 30°. Bỏ qua bức xạ γ. Phản ứng thu năng lượng là 1,66 (MeV) (cho tỷ số giữa các khối lượng hạt nhân bằng tỷ số giữa các số khối của chúng). Tính Wn
A. 2,1 (MeV). B. 1,9 (MeV). C. 1,8 (MeV). D. 2 (MeV).
Bài 40: (ĐH - 2013) Dùng một hạt α có động năng 7,7 MeV bắn vào hạt nhân 14 N đang đứng yên gây ra phản ứng . Hạt proton bay ra theo phương vuông góc với phương bay tới của hạt α. Cho khối lượng các hạt nhân mα =4,0015u; mp =l,0073u; mN14 =13,9992u; mO17 =16,9947W . Biết lu = 931,5MeV/c2. Động năng của hạt là:
A.6,145 MeV. B. 2,214 MeV C. 1,345 MeV D. 2,075 MeV.
1.B
2.A
3.B
4.D
5.C
6.A
7.A
8.B
9.B
10.D
11.D
12.D
13.B
14.D
15.D
16.A
17.C
18.A
19.B
20.A
21.D
22.D
23.C
24.A
25.A
26.C
27.C
28.A
29.D
30.A
31.D
32.B
33.D
34.C
35.A
36.C
37.C
38.B
39.D
40.B

Chủ đề 23. PHÓNG XẠ. PH N HẠCH. NHIỆT HẠCH
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
I− PHÓNG XẠ
1. Hiện tượng phóng xạ
a. Định nghĩa
+ Hiện tượng một hạt nhân không bề vững tự phát phân rã phát ra các tia phỏng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác là hiện tượng phóng xạ.
+ Quá trình phân rã phóng xạ chỉ do các nguyên nhân bên trong gây ra và hoàn toàn không chịu tác động của các yếu tố thuộc môi trường ngoài như nhiệt độ, áp suất...
+ Người ta quy ước gọi hạt nhân phóng xạ là hạt nhân mẹ và hạt nhân sản phấm phân rã là hạt nhân con.
b. Các dạng phóng xạ
+ Phóng xạ α: . Dạng rút gọn:
− Tia α là dòng hạt nhân chuyển động với vận tốc 2.107 m/s. Đi được chừng vài cm trong không khí và chừng vài µm trong vật rắn.
+ Phóng xạ
Tia là dòng electron ( ): .
Dạng rút gọn:
+ Phóng xạ
− Tia là dòng pôzitron
Dạng rút gọn:
* Tia và chuyển động với tốc độ c, truyền được vài mét trong không khí và vài mm trong kim loại.
* Trong phóng xạ + còn có hạt nơtrino và trong phóng xạ còn có phản hạt của nơtrino
+ Phóng xạ :
− Phóng xạ là phóng xạ đi kèm phóng xạ và +.
− Tia đi được vài mét trong bêtông và vài cm trong chì.
2. Định luật phóng xạ
a. Đặc tính của quá trình phóng xạ
+ Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân.
b. Định luật phân rã phóng xạ
− Xét một mẫu phóng xạ ban đầu.
+ N0 số hạt nhân ban đầu.
+ N số hạt nhân còn lại sau thời gian t:
Trong đó X là một hằng số dương gọi là hằng số phân rã, đặc trưng cho chất phóng xạ đang xét.
c. Chu kì bán rã (T)
− Chu kì bán rã là thời gian qua đó số lượng các hạt nhân còn lại 50% (nghĩa là phân rã 50%):
− Lưu ý: Sau thời gian t = xT thì số hạt nhân phóng xạ còn lại là: N =
d . Độ phóng xạ (H)
Chú ý: Sách cơ bản không viết về độ phóng xạ tuy nhiên đây là khái niệm rất quan trọng các em nên biết để có thể giải quyết nhiều bài toán khó.
Để đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yêu của một lượng chất phóng xạ, người ta dùng đại lượng gọi là độ phóng xạ (hay hoạt độ phóng xạ), được xác định bằng số hạt nhân phân rã trong một giây.
Độ phóng xạ đặc trưng cho tốc độ phân rã. Đơn vị đo độ phóng xạ có tên gọi là becơren, kí hiệu Bq, bằng một phân rã/giây. Trong thực tế, người ta còn dùng một đơn vị khác, có tên là curi, kí hiệu Ci: 1Ci = 3,7.1010 Bq, xấp xỉ bằng độ phóng xạ của một gam rađi.
Vì số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm dần, nên độ phóng xạ H của chất phóng xạ cũng giảm theo thời gian. Nếu ΔN là số hạt nhân bị phân rã trong khoảng thời gian Δt, ta có:

Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ tại thời điểm t bằng tích của hằng số phóng xạ và số lượng hạt nhân phóng xạ chứa trong lượng chất đó ở thời điểm t. Độ phóng xạ ban đầu:
Như vậy, ta có:
Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ giảm theo thời gian theo cùng quy luật hàm số mũ giống như số hạt nhân (số nguyên tử) của nó:
+ Người ta hay dùng các ước của curi:.
+ Trong thăm dò địa chất, người ta còn dùng đơn vị picocuri ( 1pCi = 10−12Ci) để so sánh độ phóng xạ rất nhỏ của đất đá tự nhiên:
+ Cơ thể chúng ta có tỉnh phóng xạ. Các phép đo cho thấy: một người có khối lượng 70 kg có độ phóng xạ trung bình 1,2.104 Bq trong đó chủ yếu là sự phóng xạ do kali K40 (4.5.103 Bq) và do cacbon C14 (3,7.103 Bq).
II− ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ VÀ CÁC ỨNG DỤNG
1. Đồng vị phóng xạ nhân tạo.
Ngoài các đồng vị phóng xạ có sẵn trong thiên nhiên, gọi là đồng vị phóng xạ tự nhiên, người ta cũng đã chế tạo được nhiều đồng vị phóng xạ, gọi là đồng vị phóng xạ nhân tạo.
Năm 1934, hai ông bà Giô−li−ô Quy−ri dùng hạt α bắn phá một lá nhôm,
.
Từ đó đến nay, người ta đã tạo ra được hàng nghìn đồng vị phóng xạ nhân tạo nhờ các phản ứng hạt nhân.
Chú ý:
+ Phản ứng hạt nhân phổ biến nhất là phản ứng trong đó có một hạt nhẹ A (gọi là đạn) tương tác với hạt nhân B (gọi là bia) và sản phẩm cũng là một hạt nhẹ D và một hạt nhân C:
A + B→ C + D (3)
Các hạt C và D có thể là nuclôn, phôtôn...
+ Có những phả ứng hạt nhân xảy ra trong thiên nhiên. Chẳng hạn, do tác dụng của các tia vũ trụ, ở các tầng thấp của khí quyển Trái Đất có một lượng nhỏ cacbon phóng xạ 14C được tạo ra ( ).
+ Phôtpho trong thiên nhiên là đồng vị bền P31. Phôtpho còn một đồng vị phóng xạ nữa là P32 phóng xạ ( ).
+ Bằng phản ứng hạt nhân nhân tạo người ta đã kéo dài bảng tuần hoàn Menđeleep và tạo ra các nguyên tố vượt urani có Z > 92. Tất cả các nguyên tố này đều là nguyên tố phóng xạ, trong đó quan trọng nhất là chất plutôni, Z = 94, vì là nhiên liệu hạt nhân.
2. Các ứng dụng đồng vị phóng xạ
Các đồng vị phóng xạ tự nhiên hoặc nhân tạo có những ứng dụng rất đa dạng,
a. Phương pháp nguyên tử đánh dấu
+ Trước hết, phải kể đến ứng dụng của chúng trong Y học, sinh học, hóa học... Người ta đưa các đồng vị phóng xạ khác nhau vào trong cơ thể để theo dõi sự thâm nhập và di chuyển của các nguyên tố nhất định ở trong cơ thể người chúng được gọi là nguyên tử đánh dấu ; ta sẽ nhận diện được chúng nhờ các thiết bị ghi bức xạ. Nhờ phương pháp nguyên tử đánh dấu, người ta có thể biết được chính xác nhu cầu với các nguyên tố khác nhau của cơ thể trong từng thời kì phát triển của nó và tình trạng bệnh lí của các bộ phận khác nhau của cơ thể, khi thừa hoặc thiếu những nguyên tố nào đó.
+ Muốn theo dõi sự dịch chuyển của chất lân trong một cái cây, người ta cho một ít lân phóng xạ P32 vào phân lân thường P31. Về mặt sinh lí thực vật thì hai đồng vị này tương đương vì có vỏ điện tử giống nhau, nhưng đồng vị P32 là chất phóng xạ nên ta dễ dàng theo dõi sự dịch chuyển của nó, cũng là của chất lân nói chung. Đó cũng là phương pháp các nguyên tử đánh dấu được dùng rộng rãi trong sinh học.
b. Đồng vị C14, đồng hồ Trái Đất
+ Các nhà khảo cổ học đã sử dụng phương pháp xác định tuổi theo lượng cacbon 14 để xác định niên đại của các cổ vật gốc sinh vật khai quật được.
Cacbon có ba đồng vị chính: C12 (phổ biến nhất) và C13 là bền, C14 là chất phóng xạ. C14 được tạo ra trong khí quyển và thâm nhập vào mọi vật trên Trái Đất. Nó có chu kì bán rã 5730 năm. Sự phân rã này cân bằng với sự tạo ra, nên từ hàng vạn năm nay, mật độ C14 trong khí quyển không đổi: cứ 1012 nguyên tử cacbon thì có một nguyên tử C14. Một cây còn sống, còn quá trình quang hợp, thì còn giữ tỉ lệ trên trong các thành phần chứ cacbon của nó. Nhưng nếu cây chết, thì nó không trao đổi gì với không khí nữa, C14 vẫn phân rã mà không được bù lại, nên tỉ lệ của nó sẽ giảm, sau 5730 năm chỉ còn một nửa; độ phóng xạ H của nó cũng giảm tương ứng. Đo độ phóng xạ này thì tính được thời gian đã trôi qua từ khi cây chết. Động vật ăn thực vật nên tỉ lệ C14 : C trong cơ thể cũng giảm như trên sau khi chết. Vì vậy, có thể xác định tuổi các mẫu xương động vật tìm được trong các di chỉ bằng phương pháp này. Phương pháp này cho phép tính được các khoảng thời gian từ 5 đến 55 thế kỉ.
c. ứng dụng tia gama
+ Chất côban phát ra tia có khả năng xuyên sâu lớn nên được dùng để tìm khuyết tật trong các chi tiết máy (phương pháp tương tự như dùng tia X để chụp ánh các bộ phận trong cơ thể), bao quán thực phẩm (vì tia diệt các vi khuân), chữa bệnh ung thư v.v...
III− PHẢN ỨNG PH N HẠCH
1. Cơ chế của phản ứng phân hạch
a. Phản ứng phân hạch là gì?
− Là sự vỡ của một hạt nhân nặng thành 2 hạt nhân trung bình (kèm theo một vài nơtrôn phát ra).
b. Phản ứng phân hạch kích thích
−Chỉ xét các phản ứng phân hạch của các hạt nhân:

− Quá trình phân hạch của X là không trực tiếp mà phải qua trạng thái kích thích X*.
2. Năng lượng phân hạch
− Xét các phản ứng phân hạch:

a. Phản ứng phân hạch toả năng lượng
− Phản ứng phân hạch là phản ứng phân hạch toả năng lượng, năng lượng đó gọi là năng lượng phân hạch.
− Mỗi phân hạch tỏa năng lượng 200 MeV.
b. Phản ứng phân hạch dây chuyền
− Giả sử sau mỗi phân hạch có k nơtrôn được giải phóng đến kích thích các hạt nhân tạo nên những phân hạch mới.
− Sau n lần phân hạch, số nơtrôn giải phóng là kn và kích thích kn phân hạch mới.
+ Khi k < 1: phản úng phân hạch dây chuyền tắt nhanh.
+ Khi k = 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì, năng lượng phát ra không đổi.
+ Khi k > 1: phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì, năng lượng phát ra tăng nhanh, có thể gây bùng nổ.
− Khối lượng tới hạn của vào cỡ 15kg, vào cỡ 5 kg.
c. Phản ứng phân hạch có điều khiển
− Được thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân, tương ứng hường hợp k = 1.
− Để đảm bào cho k = 1, người ta dùng thanh điều khiển có chứa Bo hay cadimi.
− Năng lượng toả ra không đối theo thời gian.
IV− PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH
1. Cơ chế của phản ứng tổng hợp hạt nhân
a. Phản ứng tổng hợp hạt nhân là gì?
− Là quá trình trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ ( ) hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn. . Phản ứng trên toả năng lượng: Qtỏa = 17,6MeV
b. Điều kiện thực hiện
− Nhiệt độ từ 50 đến trăm triệu độ.
− Mật độ hạt nhân trong plasma (n) phải đủ lớn.
− Thời gian duy trì trạng thái plasma () phải đủ lớn
2. Năng lượng tổng hợp hạt nhân
− Năng lượng toả ra bởi các phản ứng tổng hợp hạt nhân được gọi là năng lượng tổng hợp hạt nhân.
− Thực tế chi quan tâm đến phản ứng tổng hợp tạo nên hêli

+ Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp 1 (g) heli gấp 10 lần năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1 (g) urani.
3. Phản ứng tổng hợp hạt nhân trên các sao trong vũ trụ
− Năng lượng phát ra từ Mặt Trời và từ hầu hết các sao trong vũ trụ đều có nguồn gốc là năng lượng tổng hợp hạt nhân.
− Quá trình tổng hợp Heli từ hiđrô:
Phản ứng trên xảy ra ở 30 triệu độ, năng lượng toả ra là 26,8 MeV.
4. Phản ứng tổng hợp hạt nhân trên Trái Đất
a. Phản ứng tổng hợp hạt nhân không điều khiển
Con người đã tạo ra phản ứng tổng hợp hạt nhân khi thử bom H.
b. Phản ứng tổng hợp hạt nhân có điều khiển
− Hiện nay đã sử dụng đến phan ứng:
− Cần tiến hành 2 việc:
+ Đưa vận tốc các hạt lên rất lớn (bằng nhiệt độ cao, hoặc dùng máy gia tốc, hoặc dùng chùm laze cực mạnh)
+ “Giam hãm” các hạt nhân đó trong một phạm vi nhỏ hẹp để chúng có thế gặp nhau,
c. Ưu việt của năng lượng tổng hợp hạt nhân
− So với năng lượng phân hạch, năng lượng tổng hợp hạt nhân ưu việt hơn:
+ Nhiên liệu dồi dào.
+ Không gây ô nhiễm môi trường.
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG TOÁN
1. Bài toán liên quan đến vận dụng định luật phóng xạ.
2. Bài toán liên quan đến ứng dụng các đồng vị phóng xạ.
3. Bài toán liên quan đến năng lượng phóng xạ, năng lượng phân hạch, năng lượng nhiệt hạch.
Dạng 1: BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ
1. Khối lượng còn lại và khối lượng đã bị phân rã
Giả sử khối lượng nguyên chất ban đầu là m0 thì đến thời điểm t khối lượng còn lại và khối lượng bị phân rã lần lượt là:
Ví dụ 1: Radon là một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 3,8 ngày đêm. Nếu ban đầu có 64 g chất này thì sau 19 ngày khối lượng Radon bị phân rã là:
A. 62 g. B. 2g. C. 16g. D. 8g.
Hướng dẫn
Chọn A
Ví dụ 2: Sau 1 năm, khối lượng chất phóng xạ nguyên chất giảm đi 3 lần. Hỏi sau 2 năm khối lượng chất phóng xạ trên giảm đi bao nhiêu lần so với ban đầu?
A. 9 lần. B. 6 lần. C. 12 lần. D. 4,5 lần.
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 3: Ban đâu có một mẫu Po210 nguyên chất khối lượng 1(g) sau 596 ngày nó chỉ còn 50 mg nguyên chất. Chu kì của chất phóng xạ là
A. 138,4 ngày. B. 138,6 ngày. C. 137,9 ngày. D. 138 ngày.
Hướng dẫn
(ngày) Chọn C.
Ví dụ 4: Na24 là một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã T = 15 giờ. Một mẫu Na24 nguyên chất ở thời điểm t = 0 có khối lượng mo = 72 g. Sau một khoảng thời gian t, khối lượng của mẫu chất chl còn m = 18 g. Thời gian t có giá trị
A. 30 giờ. B. 45 giờ. C. 120 giờ. D. 60 giờ.
Hướng dẫn
Chọn A
2. Số hạt còn lại và số hạt đã bị phân rã
Số nguyên tử ban đầu:
Giả sử số hạt nguyên chất ban đầu là N0 thì đến thời điểm t số hạt còn lại và số hạt bị phân rã lần lượt là:
Ví dụ 1: Ban đầu có 5 gam chất phóng xạ radon với chu kì bán rã 3,8 ngày, số nguyên tử radon còn lại sau 9,5 ngày là
A. 23,9.1021. B. 2,39.1021. C. 3.29.1021. D. 32,9.1021.
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 2: Chât phóng xạ X có chu kì bán rã T. Ban đâu (t = 0), một mẩu chất phóng xạ X có số hạt là N0. Sau khoảng thời gian t = 2T (kể từ t = 0), số hạt nhân X đà bị phân rã là
A. 0,25N0. B. 0,875N0. C. 0,75N0. D. 0,125N0.
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 3: Ban đầu có một lượng chất phóng xạ nguyên chất của nguyên tố X, có chu kì bán rã là T. Sau thời gian t = 3T, tỉ số giữa số hạt nhân chất phóng xạ X phân rã thành hạt nhân khác và số hạt nhân còn lại của chất phóng xạ X bằng
A. 8. B. 7. C. 1/7. D. 1/8.
Chọn B
Ví dụ 4: (QG − 2015) Đồng vị phóng xạ phân rã α, biến đối thành đồng vị với chu kì bán rã là 138 ngày. Ban đầu có một mẫu 2g°Po tinh khiết. Đến thời điểm t, tổng số hạt α và số hạt nhân (được tạo ra) gấp 14 lần số hạt nhân còn lại. Giá trị của t bằng
A. 552 ngày. B. 414 ngày. C. 828 ngày. D. 276 ngày.
Hướng dẫn
Số hạt Po còn lại:
Số hạt α tạo thành bầne số hạt Pb tạo thành và bằng số hạt Po bị phản rã:

Theo bài ra:
= 414(ngày) Chọn B.
Ví dụ 5: Đồng vị là chất phóng xạ với chu kì bán rã là 4,5 (tỉ năm). Ban đầu khối lượng của Uran nguyên chất là 1 (g). Cho biết số Avôgađro là 6,02.1023. Tính số nguyên tử bị phân rã trong thời gian 1 (năm).
A. 38.1010. B. 39.1010. C. 37.1010. D. 36.1010.
Hướng dẫn
Chọn B
Ví dụ 6: Một gam chất phóng xạ trong 1 giây có 4,2.1013 hạt bị phân rã. Khối lượng nguyên tử của chất phóng xạ 58,933u; lu = 1,66.10−27 kg. Tính chu kì bán rã của chất phóng xạ
A. l,5.108(s). B.1,6.108 (s). C. l,8.108(s). D. 1,7.108(s).
Hướng dẫn

Chọn D.
Ví dụ 7: Một hỗn hợp phóng xạ có hai chất phóng xạ X và Y. Biết chu kì bán rã của X và Y lần lượt là T1 = 1 h và T2 = 2 h và lúc đầu số hạt X bằng số hạt Y. Tính khoảng thời gian để số hạt nguyên chất của hỗn hợp chỉ còn một nửa số hạt lúc đầu.
A. 0,69 h. B. 1,5 h. C. 1,42 h. D. 1,39 h.
Hướng dẫn

Chọn D.
Ví dụ 8: Một đồng vị phóng xạ A lúc đầu có 2,86.1026 hạt nhân. Trong giờ đầu tiên có 2,29.1025 bị phân rã. Chu kỳ bán rã đồng vị A là
A. 8 giờ 18 phút. B. 8 giờ. C. 8 giờ 30 phút. D. 8 giờ 15 phút.
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 9: Một mẫu chất chứa hai chất phóng xạ A và B với chu kì bán rã lần lượt là TA = 0,2 (h) và TB. Ban đầu số nguyên tử A gấp bốn lần số nguyên tử B, sau 2 h số nguyên tử của A và B bằng nhau. Tính TB.
A. 0,25 h. B. 0,4 h. C. 0,1 h. D. 2,5 h.
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 10: Một mẫu radon chứa 1010 nguyên tử. Chu kì bán rã của radon là 3,8 ngày. Sau bao lâu thì số nguyên tử trong mẫu radon còn lại 105 nguyên tử.
A. 63,1 ngày. B. 3,8 ngày. C. 38 ngày. D. 82,6 ngày.
Hướng dẫn
(ngày) Chọn A.
Ví dụ 11: Có hai mẫu chất phóng xạ A và B thuộc cùng một chất có chu kỳ bán rã T = 138,2 ngày và có khối lượng ban đầu như nhau. Tại thời điểm quan sát, tỉ số số hạt nhân hai mẫu chất NB/NA = 2,72. Tuổi của mẫu A nhiều hơn mẫu B là
A. 199,8 ngày. B. 199,5 ngày. C. 190,4 ngày. D. 189,8 ngày.
Hướng dẫn
(ngày) Chọn B.
3. Phần trăm còn lại, phần trăm bị phân rã
Phần trăm chất phóng xa còn lai sau thời gian t:
Phần trăm chất phóng xạ bị phân rã sau thời gian t: 1 − h
Ví dụ 1: (ĐH−2008) Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 3,8 ngày. Sau thời gian 11,4 ngày thì độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ) của lượng chất phóng xạ còn lại bằng bao nhiêu phần trăm so với độ phóng xạ của lượng chất phóng xạ ban đầu?
A. 25% B. 75%. C. 12,5%. D. 87,5%.
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 2: Gọi Δt là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đi e lần (e là cơ số của loga tự nhên lne =1). Sau khoảng thời gian 0,51 Δt chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng ban đầu:
A. 50% B. 60% C. 70% D. 80%
Hướng dẫn
Chọn B
Ví dụ 3: (CĐ − 2009) Gọi là khoảng thời gian để số hạt nhân của một đồng vị phóng xạ giảm đi bốn lần. Sau thời gian 2 số hạt nhân còn lại của đồng vị đó bằng bao nhiêu phần trăm số hạt nhân ban đầu?
A. 25,25%. B. 93,75%. C. 6,25%. D. 13,5%.
Hướng dẫn
Chọn C
Ví dụ 4: (ĐH – 2007) Giả sử sau 3 giờ phón xạ (kể từ thời điểm ban đầu) số hạt nhân của 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. 2 giờ. B. 1,5 giờ. C. 0,5 giờ. D. 1 giờ.
Hướng dẫn
% còn lại: Chọn B.
Ví dụ 5: (CĐ−2010) Ban đầu (t = 0) có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất, ở thời điểm t1 mẫu chất phóng xạ X còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã. Đến thời điểm t2 = t1 + 100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã chỉ còn 5% so với số hạt nhân ban đầu. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là
A. 50 s. B. 25 s. C. 400 s. D. 200 s.
Hướng dẫn
% còn lại: Chọn A.
Ví dụ 6: Côban (27C060) phóng xạ với chu kỳ bán rã T = 5,27 năm. Thời gian cần thiết để 75% khối lượng của một khối chất phóng xạ bị phân rã là
A. 42,16 năm. B. 5,27 năm. C. 21,08 năm. D. 10,54 năm.
Hướng dẫn
% còn lại = (năm) Chọn D
Ví dụ 7: Một lượng hỗn hợp gồm hai đồng vị với số lượng hạt nhân ban đầu như nhau. Đồng vị thứ nhất có chu kì bán rã là 2,4 ngày, đồng vị thứ hai có chu kì bán rã là 4 ngày. Sau thời gian t thì còn lại 87,5% số hạt nhân trong hỗn hợp chưa phân rã. Tìm t.
A. 2 ngày. B. 0,58 ngày. C. 4 ngày. D. 0,25 ngày.
Hướng dẫn
% còn lại
(ngày) Chọn B.
Kinh nghiệm: Để giải phương trinh trên ta dủng máy tính câm tay Casio fx 570es
Nhập số liệu: (để có ký tự x bấm
Để có dấu “=” bấm ) nhật xong bấm
Ví dụ 8: Một lượng hỗn hợp gồm hai đồng vị với số lượng hạt nhân ban đầu như nhau. Đồng vị thứ nhất có chu kì bán rã là 2,4 ngày, đồng vị thứ hai có chu ki bán rã là 4 ngày. Sau thời gian t1 thì còn lại 87,75% số hạt nhân trong hỗn hợp chưa phân rã, sau thời gian t2 thì còn lại 75% số hạt nhân của hỗn hợp chưa phân rã. Tìm tỉ số t1/t2.
A. 2. B. 0,45. C. 4. D. 0,25.
Hướng dẫn
% còn lại:
Chọn B.
Ví dụ 9: Một lượng hỗn hợp gồm hai đồng vị với số lượng hạt nhân ban đầu như nhau. Đồng vị thứ nhất có chu kì bán rã là 2,4 ngày, đồng vị thứ hai có chu kì bán rã là 40 ngày. Sau thời gian t1 thì có 87,75% số hạt nhân trong hỗn hợp bị phân rã, sau thời gian t2 thì có 75% số hạt nhân của hỗn hợp bị phân rã. Tìm tỉ số t1/t2.
A. 2 B. 0,5. C. 4. D. 0,25.
Hướng dẫn
% còn lại:
Chọn A.
4. Số hạt nhân con tạo thành
Vì cứ mỗi hạt nhân mẹ bị phân rã tạo thành một hạt nhân con nên số hạt nhân con tạo thành đúng bằng số hạt nhân mẹ bị phân rã: với
Đối với trường hợp hạt α thì: với
Đối với trường hợp α thì:
Thể tích khí He tạo ra ở đktc:
Nếu t << T thì
Ví dụ 1: Một nguồn phóng xạ (chu kì bán rã 3,7 ngày) ban đầu có khối lượng 35,84 (g). Biết số Avogađro 6,023.1023. Cứ mỗi hạt Ra224 khi phân rã tạo thành 1 hạt anpha. Sau 14,8 (ngày) số hạt anpha tạo thành là:
A. 9,0.1022. B. 9,1.1022. C. 9,2.1022. D. 9,3.1022.
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 2: Trong quá trình phân rã U235 phóng ra tia phóng xạ α và tia phóng xạ theo phản ứng: U235 → X + 7α + 4. Lúc đầu có 1 (g) U235 nguyên chất. Xác định số hạt α phóng ra trong thời gian 1 (năm). Cho biết chu kì bán rà của U235 là 0,7 (tỉ năm). Biết số Avôgađrô 6,023.1023.
A. 17,76.1012. B. 17.77.1012. C. 17,75.1012. D. 2,54.1012.
Hướng dẫn

Chọn A.
Ví dụ 3: Đồng vị Po210 phóng xạ α và biến thành một hạt nhân chì Pb206. Ban đầu có 0,168 (g) Po sau một chu kì bán rã, thể tích của khí hêli sinh ra ở điều kiện tiêu chuẩn (1 mol khí trong điều kiện tiêu chuẩn chiếm một thể tích 22,4 (lít)) là
A. 8,96 ml. B. 0,0089 ml. C. 0,89 ml. D. 0,089 ml.
Hướng dẫn
Chọn A
Ví dụ 4: Một mẫu U238 có khối lượng 1 (g) phát ra 12400 hạt anpha trong một giây. Tìm chu kì bán rã của đồng vị này. Coi một năm có 365 ngày, số avogadro là 6,023.1023.
A. 4,4 (tỉ năm). B. 4,5 (tỉ năm). C. 4,6 (tỉ năm). D. 0,45 (tỉ năm).
Hướng dẫn

Chọn B.
Ví dụ 5: Ban đầu có một mẫu Po210 nguyên chất có khối lượng 1 (g). Cứ mỗi hạt khi phân rã tạo thành 1 hạt α. Biết rằng sau 365 ngày nó tạo ra 89,6 (cm3) khí Hêli ở (đktc). Chu kì bán rã của P0 là
A. 138,0 ngày. B. 138,1 ngày. C. 138,2 ngày. C. 138,3 ngày.
Hướng dẫn

Chọn B
Chú ý: Nếu cho chùm phóng xạ α đập vào một bản tụ điện chưa tích điện thì mỗi hạt sẽ lấy đi 2e làm cho bản này tích điện dương +2e. Neu có Na đập vào thì điện tích dưomg của bản này sẽ là Q = Nα .3,2.10−19 (C) . Do hiện tượng điện hưởng bản tụ còn lại tích điên −Q. Hiệu điện thế giữa hai bản tụ:

Ví dụ 6: Radi là chất phóng xạ anpha, lúc đầu có 1013 nguyên từ chưa bị phân rã. Các hạt He thoát ra được hứng lên một bản tụ điện phẳng có điện dung 0,1 µF, bản còn lại nối đất. Giả sử mỗi hạt anpha sau khi đập vào bản tụ, sau đó thành một nguyên tử heli. Sau hai chu kì bán rã hiệu điện thế giữa hai bản tụ bằng
A. 12 V. B. 1,2 V. C. 2,4 V. D. 24 V.
Hướng dẫn

Chọn D
Ví dụ 7: Poloni Po210 là chất phóng xạ anpha, có chu kỳ bán rã 138 ngày. Một mẫu Po210 nguyên chất có khối lượng là 0,01 g. Các hạt He thoát ra được hứng lên một bản tụ điện phẳng có điện dung 2 µF, bản còn lại nối đất. Giả sử mỗi hạt anpha sau khi đập vào bản tụ, sau đó thành một nguyên tử heli. Cho biết số Avôgađrô NA = 6,022.1023 mol−1. Sau 5 phút hiệu điện thế giữa hai bản tụ bằng
A. 3,2 V. B. 80 V. C. 8V. D. 32 V.
Hướng dẫn

Chọn B.
5. Khối lượng hạt nhân con

*Với phóng xạ bêta thì nên
* Với phóng xạ alpha: nên:
Ví dụ 1: Ban đầu có 1000 (g) chất phóng xạ C060 với chu kì bán rã là 5,335 (năm). Biết rằng sau khi phóng xạ tạo thành Ni60. Sau 15 (năm) khối lượng Ni tạo thành là:
A. 858,5 g. B. 859,0 g. C. 857,6 g. D. 856,6 g.
Hướng dẫn
Chọn C
Ví dụ 2: Mỗi hạt Ra226 phân rã chuyển thành hạt nhân Rn222. Xem khối lượng bằng số khối. Nấu có 226 g Ra226 thì sau 2 chu kì bán rã khối lượng Rn222 tạo thành là
A. 55,5 g. B. 56,5 g. C. 169,5 g. D. 166,5 g.
Hướng dẫn
Chọn D
Ví dụ 3: Ban đầu có một mẫu Po210 nguyên chất khối lượng 1 (g) sau một thời gian nó phóng xạ a và chuyển thành hạt nhân Pb206 với khối lượng là 0,72 (g). Biết chu ki bán rã Po là 138 ngày. Tuổi mẫu chất hên là
A. 264 ngày. B. 96 ngày. C. 101 ngày. D. 102 ngày.
Hướng dẫn
(ngày)
Chọn A.
6. Tỉ số (khối lượng) nhân con và số hạt (khối lượng) nhân mẹ còn lại:

Ví dụ 1: Hạt nhân Na24 phân rã với chu kỳ bán rã là 15 giờ, tạo thành hạt nhân X. Sau thời gian bao lâu một mẫu chất phóng xạ Na24 nguyên chất sẽ có tỉ số số nguyên tử của X và của Na có trong mẫu bằng 0,75?
A. 24,2 h. B. 12,1 h. C. 8,6 h. D. 10,1 h.
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 2: Tính chu kì bán rã T của một chất phóng xạ, cho biết tại thời điểm t1, tỉ số giữa hạt con và hạt mẹ là 7, tại thời điểm t2 = t1 + 26,7 ngày, tỉ số đó là 63.
A. 16 ngày. B. 8,9 ngày. C. 12 ngày. D. 53 ngày.
Hướng dẫn

(ngày)
Ví dụ 3: (ĐH−2011): Chất phóng xạ pôlôni phát ra tia α và biến đổi thành chì . Cho chu kì bán rã của là 138 ngày. Ban đầu (t = 0) có một mẫu pôlôni nguyên chất. Tại thời điểm t1, tỉ số giữa số hạt nhân pôlôni và số hạt nhân chì trong mẫu là 1/3. Tại thời điểm t2 = t1 + 276 ngày, tỉ số giữa số hạt nhân pôlôni và số hạt nhân chì trong mẫu là
A. 1/15. B. 1/16. C. 1/9. D. 1/25.
Hướng dẫn
Đến thời điểm t, số hạt nhân Po210 còn lại và số hạt nhân chì Pb208 tạo thành lần lượt là:
Chọn A.
Ví dụ 4: Giả sử ban đầu có một mẫu phóng xạ X nguyên chất, có chu kỳ bán rã T và biến thành hạt nhân bền Y. Tại thời điểm t1 tỉ lệ giữa hạt nhân Y và hạt nhân X là k. Tại thời điểm t2 = t1 + 2T thì tỉ lệ đó là
A. k + 4. B. 4k/3. C. 4k + 3. D. 4k.
Hướng dẫn

Chọn C.
Ví dụ 5: Ban đầu có một mẫu chất phóng xạ nguyên chất X với chu kì bán rã T. Cứ một hạt nhân X sau khi phóng xạ tạo thành một hạt nhân Y. Nếu hiện nay trong mẫu chất đó tỉ lệ số nguyên tử của chất Y và chất X là k thì tuổi của mẫu chất được xác định như sau:
A. Tln(l − k)/ln2. B. Tln(l + k)/ln2. C. Tln(l − k)ln2. D. Tln(l + k)ln2.
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 6: (ĐH−2008) Hạt nhân phóng xạ và biến thành một hạt nhân bền. Coi khối lượng của hạt nhân X, Y bằng số khối của chúng tính theo đơn vị U. Biết chất phóng xạ X có chu kì bán rã là T. Ban đầu có một khối lượng chất X, sau 2 chu kì bán rã thì tỉ số giữa khối lượng của chất Y và khối lượng của chất X là
A. 4A1/A2. B. 4A2/A1. C. 3A1/A2. D. 3A2/A1.
Hướng dẫn
Chọn D.
Ví dụ 7: Một hạt nhân X tự phóng xạ ra tia bêta với chu kì bán rã T và biến đổi thành hạt nhân Y. Tại thời điểm t người ta khảo sát thấy tỉ số khối lượng hạt nhân Y và X bằng A. Sau đó tại thời điểm t + T tỉ số trên xấp xỉ bằng
A. a+ 1. B. a + 2. C. 2a−1. D. 2a+l.
Hướng dẫn
Vì phón xạ beta nên
+ Tại thời điểm t:
+ Tại thời điểm
Chọn D.
Ví dụ 8: Hạt nhân Po210 là hạt nhân phóng xạ α, sau khi phát ra tia α nó trở thành hạt nhân chì bền. Dùng một mẫu Po210, sau 30 (ngày) người ta thấy tỉ số khối lượng của chì và của Po210 trong mẫu bằng 0,1595. Xác định chu kì bán rã của Po210.
A. 138,074 ngày. B. 138,025 ngày. C. 138,086 ngày. D. 138,047 ngày.
Hướng dẫn
(ngày)
Chọn B.
Ví dụ 9: Ban đầu có một mẫu Po210 nguyên chất, sau một thời gian nó phóng xạ α và chuyển thành hạt nhân chì Pb206 bền với chu kì bán rã 138,38 ngày. Hỏi sau bao lâu thì tỉ lệ giữa khối lượng chì và khối lượng pôlôni còn lại trong mẫu là 0,7?
A. 109,2 ngày. B. 108,8 ngày. C. 107,5 ngày. D. 106,8 ngày.
Hướng dẫn
(ngày) Chọn C
Ví dụ 10: (THPTQG − 2017) Chất phóng xạ pôlôni phát ra tia α và biến đổi thành chì. Cho chu kì bán rã của pôlôni là 138 ngày. Ban đầu có một mẫu pôlôni nguyên chất, sau khoảng thời gian t thì tỉ số giữa khối lượng chì sinh ra và khối lượng pôlôni còn lại trong mẫu là 0,6. Coi khối lượng nguyên tử bằng số khối của hạt nhân của nguyên tử đó tính theo đơn vị u. Giá trị của t là
A. 95 ngày. B. 105 ngày. C. 83 ngày. D. 33 ngày.
Hướng dẫn
* Từ
Chọn A.
7. Số (khối lượng) hạt nhân con tạo ra từ t1 đến t2
Phân bố số hạt nhân mẹ còn lại theo trục thời gian:

Số hạt nhân con tạo ra từ thời điểm t1 đến thời điểm t2 đúng bằng số hạt nhân mẹ bị phân rã trong thời gian đó:
Nếu thì
Khối lượng hạt nhân con tạo ra từ thời điểm t1 đến thời điểm t2:

Ví dụ 1: Một mẫu Ra226 nguyên chất có tổng số nguyên tử là 6,023.1023. Sau thời gian nó phóng xạ tạo thành hạt nhân Rn222 với chu kì bán rã 1570 (năm), số hạt nhân Rn222 được tạo thành trong năm thứ 786 là
A. 1,7.1020. B. 1,8.1020. C. 1,9.1020. D. 2,0.1020.
Hướng dẫn
Ta chọn t1 = 785 năm và t2 = 786 năm.

Chú ý: Nếu liên quan đến số hạt bị phân rã trong các khoảng thời gian khác nhau thì ta tính cho từng khoảng rồi lập tỉ số

Nếu thì
Ví dụ 2: Đồng vị nNa24 là chất phóng xạ beta trừ, trong 10 giờ đầu người ta đếm được 1015 hạt beta trừ bay ra. Sau 30 phút kể từ khi đo lần đầu người ta lại thấy trong 10 giờ đếm được 2,5.1014 hạt beta trừ bay ra. Tính chu kỳ bán rã của đồng vị nói trên.
A. 5 giờ. B. 6,25 giờ. C. 6 giờ. D. 5,25 giờ.
Hướng dẫn
Cách 1: Ta thấy và nên
Chọn D.
Cách 2:

8. Số chấm sáng trên màn huỳnh quang
Giả sử một nguồn phóng xạ đặt cách màn huỳnh quang một khoảng R, diện tích của màn S thì số chấm sáng trên màn đúng bằng số hạt phóng xạ đập vào:
Nếu cứ một hạt nhân mẹ bị phân rã tạo ra k hạt phóng xạ

Nếu t <<T thì
Do đó:
Ví dụ 1: Một lượng phóng xạ Na22 có 107 nguyên tử đặt cách màn huỳnh quang một khoảng 1 cm, màn có diện tích 10 cm2. Biết chu kì bán rã của Na22 là 2,6 năm, coi một năm có 365 ngày. Cứ một nguyên tử phân rã tạo ra một hạt phóng xạ và mỗi hạt phóng xạ đập vào màn huỳnh quang phát ra một chấm sáng. Xác định số chấm sáng trên màn sau 10 phút.
A. 58. B. 15. C. 40. D. 156.
Hướng dẫn
Chọn C.
Chú ý: Đối với máy đếm xung, cứ mỗi hạt phóng xạ đập vào bộ đếm tự động tăng một đơn vị. Vì vậy, sổ hạt bị phân rã (ΔN) tỉ lệ với so xung đếm được (n) (chọn hệ số tỉ lệ µ)
. Đặt Đặt thì
(Có thể dùng máy tính cầm tay để giải nhanh phương trình này)

Ví dụ 2: Để đo chu kì bán rã của một chất phóng xạ người ta cho máy đếm xung bắt đầu đếm từ thời điểm t = 0 đến thời điếm t1 = 2 h máy đếm được n xung, đến thời điếm t2 = 6 h, máy đếm được 2,3n xung. Xác định chu kì bán rã của chất phóng xạ này.
A. 4,76 h. B. 4,71 h. C. 4,72 h. D. 2,73 h.
Hướng dẫn

Chọn B.
8. Số chấm sáng trên màn huỳnh quang
Giả sử một nguồn phóng xạ đặt cách màn huỳnh quang một khoảng R, diện tích của màn S thì số chấm sáng trên màn đúng bằng số hạt phóng xạ đập vào:
Nếu cứ một hạt nhân mẹ bị phân rã tạo ra k hạt phóng xạ thì:
Nếu t << T thì:
Do đó:
Ví dụ 1: Một lượng phóng xạ Na22 có 107 nguyên tử đặt cách màn huỳnh quang một khoảng 1 cm, màn có diện tích 10 cm2. Biết chu kì bán rã của Na22 là 2,6 năm, coi một năm có 365 ngày. Cứ một nguyên tử phân rã tạo ra một hạt phóng xạ và mỗi hạt phóng xạ đập vào màn huỳnh quang phát ra một chấm sáng. Xác định số chấm sáng trên màn sau 10 phút.
A. 58. B. 15. C. 40. D. 156.
Hướng dẫn
Chọn C.
Chú ý: Đối với máy đếm xung, cứ mỗi hạt phóng xạ đập vào bộ đếm tự động từng đơn vị. Vì vậy số hạt bị phân rã (ΔN) tỉ lệ với số đếm xung đếm được (n) chọn hệ số tỉ lệ µ)
Đặt thì
(Có thể dùng máy tính cầm tanh để giải nhanh phương trình này)
Ví dụ 2: Để đo chu kì bán rã của một chất phóng xạ người ta cho máy đếm xung bắt đầu đếm từ thời điểm t = 0 đến thời điểm t1 = 2 h máy đếm được n xung, đến thời điếm t2 = 6 h, máy đếm được 2,3n xung. Xác định chu kì bán rã của chất phóng xạ này.
A. 4,76 h. B. 4,71 h. C. 4,72 h. D. 2,73 h.
Hướng dẫn

Chọn B.
9. Viết phương trình phản ứng hạt nhân
Ta dựa vào định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối. Áp dụng cho trường hợp phóng xạ:
* Với phóng xạ α thì hạt nhân con lùi 2 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ và số khối giảm 4 đơn vị.
* Với phóng xạ thì hạt nhân con lùi 1 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ và số khối không thay đổi.
* Với phóng xạ thì hạt nhân con tiến 1 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ và số khối không thay đổi.
Như vậy, chỉ có phóng xạ α mới làm thay đổi số khối nên:
Ví dụ 1: (CĐ−2012) Cho phản ứng hạt nhân:
A. anphA. B. nơtron. C. đoteri. D. proton
Hướng dẫn
Chọn D.
Ví dụ 2: Hỏi sau bao nhiêu lần phóng xạ α và bao nhiêu lần phóng xạ thì hạt nhân biến đổi thành hạt nhân
A. 8 phóng xạ α và 6 lần phóng xạ bêta trừ. B. 9 phóng xạ α và 12 lần phóng xạ bêta trừ.
C. 6 phóng xạ α và 3 lần phóng xạ bêta trừ. D. 6 phóng xạ α và 8 phóng xạ bêta trừ.
Hướng dẫn
Số phóng xạ α:
Nếu chỉ 8 phóng xạ α thì sẽ làm lùi 2.8 = 16 ô!
Nh => Chọn A.
Ví dụ 3: Hạt nhân Bi210 có tính phóng xạ β− và biến thành hạt nhân của nguyên tử Pôlôni. Khi xác định năng lượng toàn phần EBi (gồm cả động năng và năng lượng nghỉ) của bítmút trước khi phát phóng xạ, năng lượng toàn phần Ee của hạt β−, năng lượng toàn phần Ep của hạt Poloni người ta thấy . Hãy giải thích?
A. Còn có cả hạt nơtrinô và nơtron. B. Còn có cả phản hạt notrinô và phôtôn.
C. Còn có cả hạt nơtrinô và bêta cộng. D. Còn có cả hạt nơtrinô và phôtôn.
Hướng dẫn

Điểm nhấn:
1) Số hạt nhân mẹ còn lại, số hạt nhân mẹ bị phân rã và số hạt nhân con tạo thành:

Với
2) Khối lượng hạt nhân mẹ còn lại, khối lượng nhân mẹ bị phân rã và khối lượng hạt nhân con tạo thành:
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Ban đầu có 20 gam chất phóng xạ X có chu ki bán rã T. Khối lượng của chất X còn lại sau khoảng thời gian 2T, kể từ thời điểm ban đầu bằng
A. 3,2 gam. B. 15,0gam. C. 4,5 gam. D. 2,5 gam.
Bài 2: Co60 là chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là T = 5,33 năm. Lúc đầu có 100g côban thì sau 10,66 năm số côban còn lại là :
A. 75 g. B. 25 g. C. 50 g. D. 12,5 g.
Bài 3: Một nguồn phóng xạ Ra sau 14,8 (ngày) khối lượng còn lại là 2,24 (g). Cho biết chu kì bán rã của Ra224 là 3,7 (ngày). Xác định khối lượng ban đầu.
A. 35,83 (g). B. 35.82 (g). C. 35,84 (g). D. 35,85 (g).
Bài 4: Sau 1 năm, khối lượng chất phóng xạ nguyên chất giảm đi 4 lần. Chu kì của chất phóng xạ là
A. 0,5 năm. B. 1 năm. C. 2 năm. D. 1,5 năm.
Bài 5: Gọi At là khoảng thời gian để một chất phóng xạ giảm khối lượng đi e lần. Nếu Δt = 1000 h thì chu kỳ phóng xạ T là
A. 369 h. B. 693 h. C. 936 h. D. 396 h.
Bài 6: Ban đàu có một mẫu Po210 nguyên chất khối lượng 1 (g) sau một thời gian nó phóng xạ α và chuyển thành hạt nhân Pb206. Biết chu kì bán rã Po là 138 ngày. Sau bao lâu mẫu chất đó chỉ còn 50 mg.
A. 595,4 ngày. B. 596 ngày. C. 567,4 ngày. D. 566 ngày.
Bài 7: Ban đầu có 1000 (g) chất phóng xạ 27C060 với chu kì bán rã là 5,335 (năm). Sau thời gian bao lâu khối lượng của nó chỉ còn là 62,5 (g)?
A. 21,32 năm. B. 21,33 năm. C. 21,34 năm. D. 21,35 năm.
Bài 8: Người ta nhận về phòng thí nghiệm m (g) một chất phóng xạ A có chu kỳ bán rã là 192 giờ. Khi lấy ra sử dụng thì khối lượng chất phóng xạ này chỉ còn bằng 1/64 khối lượng ban đầu. Thời gian kể từ khi bắt đầu nhận chất phóng xạ về đến lúc lấy ra sử dụng là
A. 36 ngày. B. 32 ngày. C. 24 ngày. D. 48 ngày.
Bài 9: Một hỗn họp phóng xạ có hai chất phóng xạ X và Y. Biết chu kì bán rã của X và Y lần lượt là T1 = 1 h và T2 = 2 h và lúc đầu số hạt X gấp đôi số hạt Y. Tính khoảng thời gian để số hạt nguyên chất của hỗn hợp chỉ còn một nửa số hạt lúc đầu.
A. 1,24 h. B. 1,57 h. C. 1,42 h. D. 1,39 h.
Bài 10: Một hỗn hợp phóng xạ có hai chất phóng xạ X và Y. Biết chu kì bán rã của X và Y lần lượt là T1 = 1 h và T2 = 2 h và lúc đầu số hạt X bằng một nửa số hạt Y. Tính khoảng thời gian để số hạt nguyên chất của hỗn hợp chỉ còn một nửa số hạt lúc đầu.
A. 1,24 h. B. 1,57 h. C. 1,42 h. D. 1,39 h.
Bài 11: Một hỗn hợp phóng xạ có hai chất phóng xạ X và Y. Biết chu kì bán rã của X và Y lần lượt là T1 = 1 h và T2 = 2 h và lúc đầu số hạt X bằng số hạt Y. Tính khoảng thời gian để số hạt nguyên chất của hỗn họp chỉ còn một phần ba số hạt lúc đầu.
A. 0,69 h. B 1,5 h C. 2,26 h. D. 1,39 h.
Bài 12: Một hỗn hợp phóng xạ có hai chất phóng xạ X và Y. Biết chu kì bán rã của X và Y lần lượt là T1 = 1,5 h và T2 = 2 h và lúc đầu số hạt X bằng số hạt Y. Tính khoảng thời gian để số hạt nguyên chất của hỗn hợp chỉ còn một nửa số hạt lúc đầu.
A. 1,73 h. B. 1,5 h. C. 1,42 h. D. 1,39 h.
Bài 13: Chu kì bán rã của hai chất phóng xạ A và B lần lượt là 2 h và 4 h. Ban đầu hai khối chất A và B có số hạt nhân như nhau. Sau thời gian 8 h thì tỉ số giữa số hạt nhân A và B còn lại là
A. 1/4. B. 1/2. C. 1/3. D. 2/3.
Bài 14: Một mẫu chất chứa hai chất phóng xạ A và B với chu kì bán rã lần lượt là TA = 0,2 (h) và TB. Ban đầu số nguyên tử A gấp ba lần sổ nguyên tử B, sau 2 h số nguyên tử của A và B bằng nhau. Tính TB.
A. 0,25 h. B. 0,24 h. C. 0,17 h. D. 2,5 h.
Bài 15: Một mẫu chất chứa hai chất phóng xạ A và B với chu kì bán rã lần lượt là TA = 0,2 (h) và TB. Ban đầu số nguyên tử A bằng một phần ba lần số nguyên tử B, sau 2 h số nguyên tử của A và B bằng nhau. Tính TB.
A. 0,25 h. B. 0,24 h. C. 0,17 h. D. 2,5 h.
Bài 16: Một mẫu chất chứa hai chất phóng xạ A và B với chu kì bán rã lần lượt là TA = 0,2 (h) và TB. Ban đầu số nguyên tử A bằng một phần năm lần số nguyên tử B, sau 2 h số nguyên tử của A và B bằng nhau. Tính TB.
A. 0,25 h. B. 0,24 h. C. 0,17 h. D. 0,16 h.
Bài 17: Một mẫu chất chứa hai chất phóng xạ A và B với chu kì bán rã lần lượt là TA = 0,2 (h) và TB. Ban đầu số nguyên tử A gấp bốn lần số nguyên tử B, sau 2 h số nguyên tử của A gấp đôi số nguyên tử của B. Tính TB.
A. 0,25 h. B. 0,4 h. C. 0,22 h. D. 2,5 h.
Bài 18: Có hai mẫu chất phóng xạ A và B thuộc cùng một chất có chu kỳ bán rã T = 138 ngày và có khối lượng ban đầu như nhau. Tại thời điểm quan sát, tỉ số số hạt nhân hai mẫu chất NB/NA = 2,72. Tuổi của mẫu A nhiều hon mẫu B là
A. 199,2 ngày. B. 199,5 ngày. C. 190,4 ngày. D. 189,8 ngày.
Bài 19: Có hai mẫu chất phóng xạ A và B thuộc cùng một chất có chu kỳ bán rã T = 138 ngày và có khối lượng ban đầu như nhau. Tại thời điểm quan sát, tỉ số số hạt nhân hai mẫu chất NB/NA = 2,7. Tuổi của mẫu A nhiều hơn mẫu B là
A. 199,2 ngày. B. 199,5 ngày. C. 197,7 ngày. D. 189,8 ngày.
Bài 20: Giả thiết một chất phóng xạ có hằng số phóng xạ là λ = 10-8s-1. Thời gian để số hạt nhân chất phóng xạ đó giảm đi e lần (với lne = 1) là
A. 5.108s. B. 5.107s. C. 2.108s. D. 108s.
Bài 21: Côban phóng xạ 27Co60 có chu kì bán rã 5,7 năm. Để số hạt nhân của lượng chất phóng xạ giảm e lần so với ban đầu thì cần khoảng thời gian
A. 8,5 năm. B. 8,2 năm. C. 9,0 năm. D. 8,0 năm.
Bài 22: Gọi T là chu kì bán rã thì khoảng thời gian để số hạt nhân của lượng chất phóng xạ giảm đi k lần là
A. (Tlnk)/ln2. B. (0,5T.lnk)/ln2. C. (2T.lnk)/ln2. D. (T.ln2)/lnk.
Bài 23: Thời gian Δt để số hạt nhân phóng xạ giảm đi e lần được gọi là thời gian sống trung bình của chất phóng xạ. Hệ thức giữa Δt và hằng số phóng xạ λ là :
A. Δt = 2k. B. Δt = l/λ. C. Δt = λ D. Δt = 2/λ.
Bài 24: Radon (86Rn222) là chất phóng xạ có chu kì bán rã là 3,8 ngày. Cho biết số Avôgađro là 6,02.1023. Một mẫu Rn có khối lượng 2 mg sau 19 ngày còn bao nhiêu nguyên tử chưa phân rã
A. 1,69.1017. B. 1,69.1020. C. 0,847.1017. D. 0,847.1018.
Bài 25: Ban đầu có 2 g Rađôn 86Rn222 là chất phóng xạ chu kỳ bán rã T. Cho biết số Avôgađro là 6,02.1023. số nguyên tử Rađôn còn lại sau t = 4T là
A. 3,39.1020 nguyên tử. B. 5,08.102°nguyên tử.
C. 5,42.1020 nguyên tử. D. 3,49.1020 nguyên tủ’.
Bài 26: Một nguồn ban đầu chứa N0 hạt nhân nguyên tử phỏng xạ. Có bao nhiêu hạt nhân này bị phân rã sau thời gian bằng 3 chu kỳ bán rã ?
A. 2N0/3. B. 7N0/8. C. N0/8. D. N0/16.
Bài 27: Khối chất phóng xạ Radon 86Rn222 có chu kỳ bán rã 3,8 ngày, số phần trăm chất phóng xạ Radon bị phân rã trong thời gian 1,5 ngày là
A. 23,9%. B. 76,1%. C. 3,7%. D. 33,8%.
Bài 28: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 71,3 (ngày). Sau 30 (ngày) phần trăm đã bị phân rã là
A. 25%. B. 35%. C. 45%. D. 75%.
Bài 29: Một lượng chất phóng xạ, sau 2 (h) độ phóng xạ của nó giảm đi 4 lần. Hỏi sau 6 (h) độ phóng xạ của chất đó còn lại bao nhiêu phần trăm so với ban đầu.
A. 1,4%. B. 1,5%. C. 1,6%. D. 1,7%.
Bài 30: Ban đầu một lượng chất phóng xạ nguyên chất, sau thời gian ba chu kì bán rã lượng chất phóng xạ bị mất là
A. 87,5%. B. 12,5%. C. 75%. D. 25%.
Bài 31: Một lượng chất phóng xạ có chu kì bán rã là T, ban đầu có khối lượng mo sau thời gian bằng 2T
A. còn lại 12,5 % khối lượng ban đầu. B. đã có 50% khối lượng ban đầu bị phân rã.
C. đã có 25% khối lượng ban đầu bị phân rã. D. đã có 75% khối lượng ban đầu bị phân
Bài 32: Xác định chu kì bán rã của đồng vị iốt I-131 biết rằng số nguyên tử của đồng vị ấy cứ một ngày đêm thì giảm đi 8,3%.
A. 7 ngày. B. 8 ngày. C. 9 ngày. D. 6 ngày.
Bài 33: số nguyên tử đồng vị của 55C0 sau mỗi giờ giảm đi 3,8%. Hằng số phóng xạ của côban là:
A. λ = 0,0387 (h-1). B. λ = 0,0452 (h-1) C. λ= 0,0526 (h-1). D. λ = 0,0268 (h-1).
Bài 34: Một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có No nguyên tử, sau thời gian t (s) còn 20% số hạt chưa bị phân rã. Đen thời điểm t + 60 (s) số hạt bị phân rã bằng 95% số hạt ban đầu No. Chu kỳ bán rã của đồng vị phóng xạ đó là:
A 60(s). B. 120 (s). C. 30 (s). D. 15 (s).
Bài 35: Một lượng hỗn hợp gồm hai đồng vị với số lượng hạt nhân ban đầu như nhau. Đồng vị thứ nhất có chu kì bán rã là 2,4 ngày, đồng vị thứ hai có chu ki bán rã là 4 ngày. Sau thời gian t thì còn lại 87% số hạt nhân trong hỗn họp chưa phân rã. Tìm t.
A. 0,61 ngày. B. 0,58 ngày. C. 4 ngày. D. 0,25 ngày.
Bài 36: Một lượng hỗn hợp gồm hai đồng vị với số lượng hạt nhân ban đầu như nhau. Đồng vị thứ nhất có chu kì bán rã là 2,4 ngày, đồng vị thứ hai có chu kì bán rã là 3 ngày. Sau thời gian t thì còn lại 87% số hạt nhân trong hỗn hợp chưa phân rã. Tìm t.
A. 0,61ngày. B. 0,58 ngày. C. 0,54 ngày. D. 7,95 ngày.
Bài 37: Một lượng hỗn hợp gồm hai đồng vị với số lượng hạt nhân ban đầu như nhau. Đồng vị thứ nhất có chu kì bán rã là 2,4 ngày, đồng vị thứ hai có chu ki bán rã là 3 ngày. Sau thời gian t thì có 87% số hạt nhân trong hỗn họp đã bị phân rã. Tìm t.
A. 0,61ngày. B. 0,58 ngày. C. 0,54 ngày. D. 7,95 ngày.
Bài 38: Một chất phóng xạ có hằng số phóng xạ 1,44.103 (h-1). Trong thời gian bao lâu thì 75% hạt nhân ban đầu sẽ bị phân rã?
A. 40,1ngày. B. 37,4 ngày. C. 36 ngày. D. 39,2 ngày.
Bài 39: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã T = 481,35 h. Trong thời gian bao lâu thì 75% hạt nhân ban đầu sẽ bị phân rã?
A. 45,5 ngày. B. 37,4 ngày. C. 40,1 ngày. D. 39,2 ngày.
Bài 40: Một nguồn phóng xạ 88Ra224 ban đầu có khối lượng 35,84 (g). Cứ mỗi hạt Ra224 khi phân rã tạo thành 1 hạt anpha. Biết số Avôgađrô 6,02.1023. Sau 14,8 (ngày) số hạt anpha tạo thành là 9.1022. Tìm chu kì bán rã của Ra224.
A. 3,7 ngày. B. 3,6 ngày. C. 3,8 ngày. D. 3,9 ngày.
Bài 41: Hạt nhân 88Ra226 là chất phóng xạ với chu kì bán rã 1590 (năm). Cứ mỗi hạt khi phân rã tạo thành 1 hạt α. Ban đầu có 1 (g) nguyên chất Ra226. Biết số Avogađro 6,023.1023. Số nguyên tử He tạo ra sau 30 (ngày) là (coi 1 năm = 365 ngày):
A. 953.1014. B. 954.1014. C. 955.1014. D. 956.1014.
Bài 42: Hạt nhân đồng vị 11Na24 phóng xạ phát ra tia với chu kỳ bán rã 15 giờ. Khối lượng Na24 ban đầu là 2 µg. Cho biết số Avôgađrô NA = 6,022.1023 mol-1, số hạt nhân con tạo thành trong thời gian 10 phút là
A. 2,48.1019. B. 2,833.1017. C. 3,85.1014. D. 4,96.10.
Bài 43: Hạt nhân Na24 phân rã và biến thành hạt nhân Mg. Lúc đầu t = 0 mẫu Na24 là nguyên chất. Tại thời điểm khảo sát thấy tỉ số giữa khối lượng Mg và khối lượng Na có trong mẫu là 2. Lúc khảo sát
A. Số nguyên tử Na nhiều gấp 2 lần số nguyên tử Mg.
B. Số nguyên tử Mg nhiều gấp 4 lần số nguyên tử Na.
C. Số nguyên tử Na nhiều gấp 4 lần số nguyên tử Mg.
D. Số nguyên tử Mg nhiều gấp 2 lần số nguyên tử Na.
Bài 44: Đồng vị Po210 phóng xạ α và biến thành một hạt nhân chì Pb206. Chu ki bán rã của Po là 138 ngày. Ban đầu mẫu chất Po có khối lượng 1 (g) sau thời gian 1 năm thì thể tích hêli ở điều kiện tiêu chuẩn (1 mol khí trong điều kiện tiêu chuẩn chiếm một thể tích 22,4 (lít)) được giải phóng là bao nhiêu?
A. 89,4 (ml). B. 89,5 (ml). C. 89,6 (ml). D. 89,7 (ml).
Bài 45: Một nguồn phóng xạ 88Ra224 ban đầu có khối lượng 35,84 (g). Biết số Avogađro 6,023.1023. Cứ mỗi hạt Ra224 khi phân rã tạo thành 1 hạt anpha. Sau 14,8 (ngày) nó tạo ra 3347 (cm3) khí Hêli ở (đktc). Chu kì bán rã của Ra224 là
A. 3,7 ngày. B. 3,5 ngày. C. 3,6 ngày. D. 3,8 ngày.
Bài 46: Lúc đầu 2 g chất phóng xạ Poloni Po210 sau thời gian t tạo ra 179,2 cm3 khí Heli ở điều kiện chuẩn. Chu kì bán rã của Poloni là 138 ngày. Biết một hạt Po210 khi phân rã cho một hạt anpha và 1 năm có 365 ngày. Giá trị t là
A. 365 ngày. B. 366 ngày. C. 367 ngày. D. 368 ngày.
Bài 47: Đồng vị 84P0210 phóng xạ α với chu kì bán rã của là 138 (ngày). Ban đầu mẫu Po nguyên chất có khối lượng 1 (g) sau một thời gian thì thể tích hêli ở điều kiện tiêu chuẩn (1 moi khí trong điều kiện tiêu chuẩn chiếm một thể tích 22,4 lít) được giải phóng là 89,6 (cm3). Tuổi của mẫu chất phóng xạ là
A. 365 ngày. B. 366 ngày. C. 367 ngày. D. 368 ngày.
Bài 48: Poloni Po210 là chất phóng xạ anpha, có chu kỳ bán rã 138 ngày. Một mẫu Po210 nguyên chất có khối lượng là 1 mg. Các hạt He thoát ra được hứng lên một bản tụ điện phang có điện dung 1 μF, bản còn lại nối đất. Giả sử mỗi hạt anpha sau khi đập vào bản tụ, sau đó thành một nguyên tử heli. Cho biết số Avôgađrô NA = 6,022.1023 mok-1. Sau 1 phút hiệu điện thế giữa hai bản tụ bằng
A. 3,2 V. B. 1,6 V. C. 16 V. D. 32 V.
Bài 49: Radi 88Ra224 là chất phóng xạ anpha, lúc đầu có 1013 nguyên tử chưa bị phân rã. Các hạt He thoát ra được hứng lên một bản tụ điện phẳng có điện dung 1 µF, bản còn lại nối đất. Giả sử mỗi hạt anpha sau khi đập vào bản tụ, sau đó thành một nguyên tử heli. Sau hai chu kì bán rã hiệu điện thế giữa hai bản tụ bằng
A. 12 V. B. 1,2 V. C. 2,4 V. D. 24 V.
Bài 50: Đồng vị Na24 là chất phóng xạ và tạo thành đồng vị của mage với chu ki bán rã 15 (h). Một mẫu đồng vị Na24 nguyên chất có khối lượng ban đầu 0,24 (g). Cho biết số Avôgađro là 6,02.1023. Xác định khối lượng mage tạo thành sau 45 (h).
A. 0,21 g. B. 0,22 g. C. 0,2 g. D. 0,03 g.
Bài 51: Cứ mỗi hạt Po210 khi phân rã chuyển thành hạt nhân chì Pb206 bền. Ban đầu có 200 g Po thì sau thời gian t = 5T, khối lượng chì tạo thành là :
A. 95 g. B. 190 g. C. 7150 g. D. 193 g.
Bài 52: Cứ mỗi hạt Po210 khi phân rã chuyển thành hạt nhân chì Pb206 bền. Chu kì bán rã của Po là 138,38 ngày. Ban đầu có một mẫu pôlôni nguyên chất có khối lượng 1 (g). Sau 107 ngày khối lượng của chì tạo thành là
A. 0,40 g. B. 0,41 g. C. 0,42 g. D. 0,43 g.
Bài 53: Đồng vị Po210 là chất phóng xạ α tạo thành Pb206. Lúc đầu có 210 (g) Po nguyên chất. Coi khối lượng moi xấp xỉ bằng số khối. Khối lượng Pb206 tạo thành sau 2 chu kỳ là
A. 105 g. B. 52,5 g. C. 157,5 g. D. 154,5 g.
Bài 54: Hạt nhân 84P0210 phóng xạ anpha thành hạt nhân chì bền. Ban đầu trong mâu Po chứa một lượng m0 (g). Bỏ qua năng lượng hạt của photon gama. Khối lượng hạt nhân con tạo thành tính theo mo sau bốn chu kì bán rã là
A. 0,92m0. B. 0,06m0. C. 0,98m0. D. 0,12m0.
Bài 55: Ban đầu có một mẫu Th232 nguyên chất khối lượng 2 (g) sau một thời gian nó phóng xạ α và chuyển thành hạt nhân Pb208. Biết chu kì bán rã Th232 là 1,41.1010 năm. Xác định tuổi mẫu chất trên, biết rằng khối lượng hạt nhân Pb208 là 1,2 (g).
A. 1,41.1010 năm. B. 2,25.1010 năm. C. 2,41.1010 năm. D. 1,47.1010 năm.
Bài 56: Hạt nhân X phóng xạ và biến thành một hạt nhân Y bền. Ban đầu có một lượng chất X, sau 2 chu kì bán rã thì tỉ số giữa số nguyên tử của chất Y và số nguyên tử của chất X là
A. 1/4. B. 4. C. 3. D. 1/3.
Bài 57: Giả sử ban đầu có một mẫu phóng xạ X nguyên chất, có chu kỳ bán rã T và biến thành hạt nhân bền Y. Tại thời điểm t1 tỉ lệ giữa hạt nhân Y và hạt nhân X là k. Tại thời điểm t2 = t1 + 2T thì tỉ lệ đó là
A. k + 4. B. 4k/3. C. 4k + 3. D. 4k.
Bài 58: Tính chu kì bán rã T của một chất phóng xạ, cho biết tại thời điểm t1, tỉ số giữa hạt con và hạt mẹ là 7, tại thời điểm t2 sau t1 414 ngày, tỉ số đó là 63.
A. 126 ngày. B. 138 ngày. C. 207 ngàỵ. D. 553 ngày.
Bài 59: Hạt nhân Pôlôni (Po210) phóng xạ hạt α và biến thành hạt nhân chì (Pb) bền với chu kì bán rã là 138 ngày đêm. Ban đầu có một mẫu Pôlôni nguyên chất. Hỏi sau bao lâu thì số hạt nhân chì sinh ra lớn gấp 3 lần số hạt nhân Pôlôni còn lại?
A. 138 ngày đêm. B. 276 ngày đêm. C. 69 ngày đêm. D. 195 ngày đêm.
Bài 60: Trong một quặng uranium, tỷ số giữa số hạt nhân U238 với số hạt nhân Pb206 là 2,8. Tính tuổi của quặng, biết rằng toàn bộ chì Pb206 là sản phẩm cuối cùng của sự phân rã của chuỗi uranium. Chu kỳ bán rã của hạt nhân U238 bằng 4,5 tỉ năm.
A. 1,2 tỉ năm. B. 0,2 tỉ năm. C. 1 tỉ năm. D. 2 tỉ năm.
Bài 61: Một hạt nhân X tinh khiết phát ra tia phóng xạ và biến thành hạt nhân Y. Tại thời điểm t thì tỷ số giữa số hạt nhân X còn trong mẫu và số hạt nhân Y được tạo thành là 1/3. Sau thời điểm đó 100 ngày thì tỉ số đó là 1/15. Chu kỳ bán rã của hạt nhân X là
A. 100 ngày. B. 25 ngày. C. 50 ngày. D. 150 ngày.
Bài 62: Hạt nhân Po210 là hạt nhân phóng xạ α, với chu kì bán rã 138 ngày, sau khi phát ra tia α nó trở thành hạt nhân chì bền. Dùng một mẫu Po210 nguyên chất, sau 30 (ngày) tỉ số khối lượng của chì và của Po210 trong mẫu bằng
A. 0,13. B. 0,15. C. 0,16. D. 0,17.
Bài 63: Một hạt nhân X tự phóng xạ ra tia bêta với chu kì bán rã T và biến đổi thành hạt nhân Y. Tại thời điểm t người ta khảo sát thấy tỉ số khối lượng hạt nhân Y và X bằng α. Sau đó tại thời điểm t + T tỉ số trên xấp xỉ bằng
A. a + 1. B. a + 2. C. 2a - 1. D. 2a + l.
Bài 64: Đồng vị phóng xạ 84P0210 phóng xạ α và biến đổi thành một hạt nhân chì Pb206. Lúc đầu có một mẫu nguyên chất đến thời điểm t tỉ lệ giữa số hạt nhân chỉ và số hạt nhân Po trong mẫu là 5, lúc này tỉ số khối lượng chì và khối lượng Po là
A. 5,097. B. 0,196. C. 4,905. D. 0,204.
Bài 65: Đồng vị phóng xạ Na24 phóng xạ với chu kỳ bán rã T, tạo thành hạt nhân con Mg24. Tại thời điểm bắt đầu khảo sát thì tỉ số khối lượng Mg24 và Na24 là 1/4. Sau thời gian 2T thì tỉ số là
A. 4. B. 2. C. 3. D. 0,5.
Bài 66: Đồng vị Na24 là chất phóng xạ và tạo thành đồng vị của mage. Sau 45 h thì tỉ số khối lượng của mage và đồng vị natri nói trên là 9. Tính chu kì bán rã.
A. 15 h. B. 13,6 h. C. 17,6 h. D. 18 h.
Bài 67: Hạt nhân Rn222 là hạt nhân phóng xạ α, sau khi phát ra tia a nó trở thành hạt nhân Po218. Dùng một mẫu Rn222, sau 11,4 (ngày) người ta thấy tỉ số khối lượng của Po218 và của Rn222 trong mẫu bằng 872/111. Chu ki bán rã của Rn222 là
A. 8,4 ngày. B. 3,8 ngàỵ. C. 3,6 ngàỵ. D. 5,7 ngày.
Bài 68: Ban đầu có một mẫu chất phóng xạ nguyên chất X (có khối lượng mol Ax) với chu kì bán rã T. Cứ một hạt nhân X sau khi phóng xạ tạo thành một hạt nhân Y (có khối lượng mol Ay). Nếu hiện nay trong mẫu chất đó tỉ lệ khối lượng của chất Y và chất X là k thì tuổi của mẫu chất được xác định như sau:
A. T.ln(l - k.Ax/Ay)/ln2. B. T.ln(l + k.Ax/Ay)/ln2.
C. T.ln(l - k.Ax/Ay).ln2. D. 2T.ln(l - k.Ax/Ay)ln2.
Bài 69: Ban đầu có một mẫu Po210 nguyên chất, sau một thời gian nó phóng xạ a và chuyển thành hạt nhân chì Pb206 bền với chu kì bán rã 138 ngày. Xác định tuổi của mẫu chất trên biết rằng thời điểm khảo sát thì tỉ số giữa khối lượng của Pb và Po có trong mẫu là 0,4.
A. 67 ngày. B. 68 ngày. C. 69 ngày. D. 70 ngày.
Bài 70: Đồng vị Na24 là chất phóng xạ và tạo thành đồng vị của mage với chu kì bán rã 15 (h). Mẫu Na24 có khối lượng ban đầu 0,24 (g). Cho số Avôgađro là 6,02.1023. Số hạt nhân magê tạo thành trong giờ thứ 10 là
A. 1,7.10. B. 1,8. 1020. C. 1,9.1020. D. 2,0.1020.
Bài 71: Một nguồn phóng xạ Ra224 có khối lượng ban đầu 35,84 (g). Xác định số hạt nhân bị phân rã trong ngày thứ 14. Cho số Avôgađro là 6,02.1023 và chu kì bán rã của Ra224 la 3,7 (ngày).
A. 17.1020. B. 14.1020. C. 15.1020. D. 13.1020.
Bài 72: Chất phóng xạ 53I131 có chu kì bán rã 8 (ngày). Một mẫu phóng xạ, lúc đầu có 2.1015 nguyên tử 53I131. số nguyên tử 53I131 bị phân rã trong ngày thứ 8 là
A. 5.1014 H B. 8.1013. C. 1015. D. 9.1013.
Bài 73: Chất phóng xạ 27Co60 có chu kì bán rã 4 (năm). Một mẫu phóng xạ, lúc đầu có 2.1015 nguyên tử 27Co60. số nguyên tử 27Co60 bị phân rã trong năm thứ 4 là
A. 1.89.1014. B. 1014. C. 1015. D. 1,89.1013.
Bài 74: Một mẫu chất phóng xạ Rn222, trọng 7 ngày đầu có 4. 1010 hạt bị phân rã. Sau 14,4 giờ kể từ lần đo thứ nhất người ta thấy trong 7 ngày có 1010 hạt bị phân rã. Tìm chu kì bán rã của chất phóng xạ.
A. 3,2 ngày. B. 3,8 ngày. C. 7,6 ngày. D. 3,6 ngày.
Bài 75: Một mẫu chất phóng xạ Rn224, trong 9 ngày đầu có 5.1010 hạt bị phân rã. Sau 2,1 ngày kể từ lần đo thứ nhất người ta thấy trong 9 ngày có 6,25.109 hạt bị phân rã. Tìm chu kì bán rã của chất phóng xạ.
A. 3,7 ngày. B. 3,8 ngày. C. 7,6 ngày. D. 3,6 ngày.
Bài 76: Một hạt bụi Ra226 có khối lượng 1,8 (pg) đặt cách màn huỳnh quang một khoảng 1 cm, màn có diện tích 50 cm2. Biết chu kì bán rã của Ra226 là 1590 năm, coi một năm có 365 ngày, số Avôgađro NA = 6,02.1023. Mỗi hạt phóng xạ đập vào màn huỳnh quang phát ra một chấm sáng, số chấm sáng trên màn sau 10 phút là
A. 158. B.159. C. 157. D. 156.
Bài 77: Đặt một mẫu Ra226 nguyên chất có khối lượng 0,01 (kg) tại tâm của một hình cầu rỗng bằng thuỷ tinh, bán kính trong bằng 8 cm, đã rát hết không khí. Mặt trong của hình cầu tráng một lớp mỏng kẽm sunfua. Rađi phóng xạ hạt α theo mọi phương gây nên các chóp sáng trên thành bình mỗi khi đập vào. Biết chu kì bán rã của Ra226 là 1590 năm, coi một năm có 365 ngày. Hỏi trong 100 s trên diện tích 1 cm2 đêm được bao nhiêu chấm sáng. Cho số Avôgađro NA = 6,02.1023.
A. 18. B. 19. C. 17. D. 46.
Bài 78: Một hình cầu rỗng bằng thuỷ tinh, bán kính trong bằng 1 cm, đã rút hết không khí. Mặt trong của hình cầu tráng một lớp mỏng kẽm sunfua. Tại tâm hình cầu đặt 1 (pg) chất Sr90. Đó là chất có tính phóng xạ bêta trừ với chu kì bán rã 20 năm. Hạt phóng xạ bay ra theo mọi phương gây nên các chóp sáng trên thành bình mỗi khi đập vào. Xác định số chóp sáng trên diện tích 2 cm2 của thành bình trong thời gian 1 phút. Coi một năm có 365 ngày.
A. 188. B. 189. C. 70. D. 211.
Bài 79: Để đo chu kì bán rã của một chất phóng xạ người ta cho máy đếm xung bắt đầu đếm từ thời điểm t = 0 đến thời điểm t1 = 2 phút máy đếm được n xung, đến thời điểm t2 = 4 phút, máy đếm được l,25n xung. Chu kì bán rã của chất phóng xạ là
A. 1 (phút). B. 1,5 (phút). C. 1,8 (phút). D. 2 (phút).
Bài 80: Khi nghiên cứu sự phân rã của đồng vị phóng xạ Mg23, một máy đếm xung được hoạt động từ thời điểm t = 0. Tới thời điểm 2 (s) nó đã ghi được n1 hạt beta, còn tới thời điểm 6 (s) là 2,66.n1. Tìm thời chu kì bán rã của đồng vị Mg23.
A. 10 s. B. 11s. C. 12 s . D. 13 s.
Bài 81: Để xác định chu ki bán rã T của một chất phóng xạ, người ta dùng máy đếm xung. Trong t1 giờ đầu tiên, máy đếm được k xung và đến thời điểm t2 = 3t1 giờ máy đếm được 1,3125k xung. Chu kì T có giá trị
A.T = 2t1. B. T = t1/2. C. T = 3t1. D. T = t1/3.
Bài 82: Nếu chọn gốc thời gian t0 = 0 là lúc bắt đầu khảo sát thì tại thời điểm t1 số hạt nhân của một chất phóng xạ bị phân rã là m, tại thời điểm t2 = 2t1 số hạt nhân của chất phóng xạ này bị phân rã là n2 = 1,125n1. Chu kỳ bán rã của chất phóng xạ này là
A. T = t2/4. B. T = t1/3. C. T = t1/4. D. T = t2/3.
Bài 83: Để đo chu kì bán rã T của một chất phóng xạ người ta cho máy đếm bắt đầu đếm từ thời điểm to = 0. Đến thời điểm t1 = 4 s máy đếm được m nguyên tử phân rã, đến thời điểm t2 = 3t1 máy đếm được n2 nguyên tử phân rã, với n2 = l,75m. Chu kì bán rã của chất phóng xạ này bằng
A. 8 s. B. 2 s. C. 12 s. D. 4 s.
Bài 84: Một khối chất phóng xạ, trong t1 giờ đầu tiên phát ra n1 tia phóng xạ, trong t2 = 2t1 giờ tiếp theo nó phát ra t2 tia phóng xạ. Biêt n2 = 9n1/64. Chu kỳ bán rã của chất phóng xạ trên là
A. T = t2/4. B. T = t1/3. C. T = t1/4. D.T = t2/3.
Bài 85: Trong quá trình phân rã U238 phóng ra tia phóng xạ α và tia phóng xạ theo phản ứng: . Lúc đầu có 2 (g) U238 nguyên chất. Xác định số hạt α phóng ra trong thời gian 1 (năm). Cho biết chu kì bán rã của U238 là 4,5 (tỉ năm). Biết số Avôgađrô 6,023.1023.
A. 6,22.10127 B. 6,23.1012. C. 6,24.1012. D. 6,25.1012.
Bài 86: Trong quá trình phân rã U235 phóng ra tia phóng xạ α và tia phóng xạ theo phản ứng: . Lúc đầu có một mol U235 nguyên chất. Xác định số hạt α phóng ra trong thời gian 1 (năm). Cho biết chu kì bán rã của U235 là 0,7 (tỉ năm). Biết số Avôgađrô 6,023.1023.
A. 4,2.1015. B. 4,2.1014. C. 6,24.1012. D. 6,25.1012.
Bài 87: Trong đồ thị trên:
A. No là số hạt nhân lúc ban đầu(t = 0) của khối chất phóng xạ và N là số hạt nhân của khối phóng xạ đã phân rã tính đến thời điểm t.
B. No là số hạt nhân lúc ban đầu của khối chất phóng xạ và N là số hạt nhân còn lại của khối phóng xạ tính đến thời điểm t.
C. No là khối lượng ban đầu của khối chất phóng xạ và N là khối lượng của các hạt nhân đã phân rã tính đến thời điểm t.
D. No là khối lượng ban đầu của khối chất phóng xạ và N là khối lượng của các hạt nhân còn lại tính đến thời điểm t.

Bài 88: Dựa vào đồ thị trên ta tìm được chu kỳ bán rã T và hằng số phóng xạ λ của khối phóng xạ là:
A. T = 2 giờ và λ = 0,3465 (1/giờ). B. T= 1 giờ và λ = 0,3465 (1/giờ).
C. T = 2 giờ và λ = 0,693 (1/giờ). D. T = 1 giờ và λ = 0,693 (1/giờ).
Bài 89: Dựa vào đồ thị trên ta tìm được số nguyên tử của khối chất phóng xạ đã phân rã tính đến thời điểm t = 4 giờ là
A. N0/16. B. N0/32. C. 31.N0/32 D. 15N0/16.
Bài 90: Dựa vào đồ thị trên ta tìm được thời điểm t để số nguyên tử còn lại của khối chất phóng xạ là N0/32:
A. t = 2giờ. B. t = 6giờ. C. t=5giờ. D. t = 3/4 giờ.
Bài 91: Hỏi sau bao nhiêu lần phóng xạ (X và bao nhiêu lần phóng xạ cùng loại thì hạt nhân 90Th232 biến đổi thành hạt nhân 82Pb208? Hãy xác định loại hạt đó.
A. 6 phóng xạ α và 4 lần phóng xạ bêta trừ.
B. 6 phóng xạ α và 4 lần phóng xạ bêta cộng
C. 6 phóng xạ α và 3 lần phóng xạ bêta trừ.
D. 6 phóng xạ α và 3 phóng xạ bêta cộng.
Bài 92: Hạt nhân nguyên tử Urani 92U235 phân rã thành chì 82PbA (204 A 208). Chọn phương án đúng.
A. 7 phóng xạ α và 4 lần phóng xạ bêta trừ. B. 3 phóng xạ α và 1 lần phóng xạ bêta trừ
C. 3 phóng xạ α và 4 lần phóng xạ bêta trừ. D. 3 phóng xạ α và 5 phóng xạ bêta trừ.
Bài 93: Hat nhân 83Bi210 phân rã phóng xạ thep phương trình sau:. Cho biết loại phóng xạ và hạt nhân con X nào sau đây là đúng:
A. Phóng xạ + và X là 84Po210. B. Phóng xạ và X là 84Po210.
C. Phóng xạ α và X là 84Po210. D. Phóng xạ và X là 84Po210.
Bài 94: Hạt nhân chì Pb 214 phóng xạ thỉ tạo thành
A. 82Pb213. B. 81Pb212. C. 82Pb212. D. 83Bi214.
Bài 95: Hạt nhân P30 phân rã phóng xạ thep phương trình sau: .Loại phóng xạ và các giá trị Z’ và A’ tương ứng của hạt nhân con Y là:
A. Phỏng xạ α; Z’ = 14 và A’ = 30, B. Phóng xạ ; Z’ = 14 và A’ = 30,
C. Phóng xạ β+; Z’= 14 và A’= 30. D. Phóng xạ β+; Z’= 16 và A’= 30.
Bài 96: Cho phản ứng hạt nhân , X là hạt nào trong số các hạt sau:
A. 8O17. B. 10Ne19. C. 4He9 D. 3Li4.
Bài 97: Ban đầu một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có No hạt nhân. Biết chu kì bán rã của chất phóng xạ này là T. Sau thời gian 4T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân đã phân rã của mẫu chất phóng xạ này là
A. N0/16. B. 15N0/16. C. N0/4. D. N0/8.
Bài 98: Cho phản ứng hạt nhân , X là hạt nào trong số các hạt sau:
A. anpha. B. Đơtêri. C. Triti. D. prôtôn.
1.B
2.B
3.C
4.A
5.B
6.B
7.C
8.D
9.A
10.B
11.C
12.A
13.A
14.B
15.C
16.D
17.C
18.A
19.C
20.D
21.B
22.A
23.B
24.A
25.A
26.B
27.A
28.A
29.C
30.A
31.D
32.B
33.A
34.C
35.A
36.C
37.D
38.A
39.C
40.C
41.C
42.C
43.D
44.C
45.A
46.A
47.A
48.A
49.C
50.A
51.B
52.B
53.D
54.A
55.B
56.C
57.C
58.B
59.B
60.D
61.C
62.D
63.D
64.C
65.A
66.B
67.C
68.B
69.B
70.B
71.B
72.D
73.A
74.B
75.A
76.A
77.D
78.C
79.A
80.B
81.B
82.B
83.D
84.B
85.C
86.A
87.B
88.D
89.D
90.C
91.A
92.A
93.B
94.D
95.C
96.A
97.B
98.B

Dạng 2. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN ÚNG DỤNG CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ
1. Độ phóng xạ của lượng chất
Trong chương trình cơ bản không học về độ phóng xạ nhưngg vì nhiều bài toán nếu dùng khái niệm độ phóng xạ thì sẽ có cách giải ngắn gọn hơn nên các em học sinh cần tìm hiểu thêm về các dạng toán này.
Độ phóng xạ ban đầu:
Độ phóng xạ ở thời điểm t:
Với m0g g khối lượng chất phóng xạ nguyên chất:
Nếu chất phóng xạ chứa trong hỗn hợp thì mo = mhh.phần trăm.

Ví dụ 1: Cho biết chu kì bán rã của Ra224 là 3,7 (ngày), số Avôgađro là 6,02.1023. Một nguồn phóng xạ Ra có khối lượng 35,84 (pg) thì độ phóng xạ là
A. 3,7 (Ci). B. 5,6 (Ci). C. 3,5 (Ci). D. 5,4 (Ci).
Hướng dẫn

Chọn B.
Ví dụ 2: Cm244 là một nguyên tố phóng xạ với hằng số phóng xạ 1,21.10−9 s−1. Ban đầu một mẫu có độ phóng bằng 104 phân rã/s, thì độ phóng xạ sau 3650 ngày là
A. 0,68 (Bq). B. 2,21.10 (Bq). C. 6,83.103 (Bq). D. 6,83.102 (Bq).
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 3: Chất phóng xạ có chu kì bán rã 5,33 (năm) (xem 1 năm = 365 ngày), một đồng vị khác không có tính phóng xạ. Một loại côban tự nhiên là hỗn hợp của hai đồng vị Co60 và Co59 với tỉ lệ khối lượng tương ứng là 1:49. Biết số Avôgađrô 6,023.1023. Độ phóng xạ ban đầu của 15 (g) hỗn hợp là
A. 274 (Ci). B. 275 (Ci). C. 336 (Ci). D. 97,4 (Ci).
Hướng dẫn

Chọn C.
Ví dụ 4: Một khối phóng xạ có độ phóng xạ ban đâu H0, gồm 2 chât phóng xạ có số hạt nhân ban đầu bằng nhau. Chu kì bán rã của chúng lần lượt là T1 = 2 h và T2 = 3 h. Sau 6 h, độ phóng xạ của khối chất còn lại là
A. 7H0/40. B. 3H0/16. C. 9H0/40. D. 5H0/16.
Hướng dẫn

Chọn A.
Chú ý:
Ví dụ 5: Một mẫu phóng xạ Si31 ban đầu trong 5 phút có 196 nguyên tử bị phân rã, nhưng sau đó 5,2 giờ (kể từ t = 0) cùng ứong 5 phút chỉ có 49 nguyên tử bị phân rã. Chu kỳ bán rã của Si31 là
A. 2,6 giờ. B. 3,3 giờ. C. 4,8 giờ. D. 5,2 giờ.
Hướng dẫn
Chọn A.
2. Số hạt bị phân rã trong thời gian ngắn
Để tìm quan hệ về số hạt bị phân rã trong thời gian ngắn (Δt <<T) ta xuất phát từ công thức tính độ phóng xạ:
Trong đó ΔN0 là số hạt bị phân rã trong thời gian Δt0 ở lúc dầu, ΔN là số hạt bị phân rã trong thời gian Δt ở thời điểm t.
Ví dụ 1: Lúc đầu, một nguồn phóng xạ Côban có 1014 hạt nhân phân rã trong ngày đầu tiên. Biết chu kỳ bán rã của Côban là T = 4 năm. Sau 12 năm, số hạt nhân của nguồn này phân rã trong hai ngày là
A. 2,5.1013 hạt nhân. B. 3,3. 1013 hạt nhân,
C. 5,0. 1013 hạt nhân. D. 6,6. 1013 hạt nhân.
Hướng dẫn
Chọn A.
Hướng dẫn
Ví dụ 2: Lúc đầu, một nguồn phóng xạ X có 1020 hạt nhân phân rã trong 2 giờ đầu tiên. Sau ba chu kì bán rã T (biết T cỡ triệu năm), số hạt nhân của nguồn này phân rã trong thời gian gian Δt là 375.1017. Tính Δt.
A. 6 h. B. 4 h. C. 3 h. D. 9 h.
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 3: Tại thời điểm t1 độ phóng xạ của một mẫu chất là X, ở thời điểm t2 là y. Nếu chu kì bán rã của mẫu là T thì số hạt phân rã trong khoảng thời gian t2 – t1 là:
A. (x − y)ln2/T. B. xt1 − yt2. C. x − y. D. (x − y)T/ln2.
Hướng dẫn
Chọn D.
Ví dụ 4: Hai chất phóng xạ (1) và (2) có chu kỳ bán rã và hằng số phóng xạ tương ứng là T1 và T2 ; λ1 và λ2 và số hạt nhân ban đầu N2 và N1. Biết (1) và (2) không phải là sản phẩm của nhau trong quá trình phân rã. Sau khoảng thời gian bao lâu, số hạt nhân của hai chất bằng nhau?
A. B.
C. D.
Hướng dẫn

Ví dụ 5: (THPTQG − 2017) Một chất phóng xạ α có chu là bán rã T. Khảo sát một mẫu chất phóng xạ này ta thấy: ở lần đo thứ nhất, trong 1 phút mẫu chất phóng xạ này phát ra 8n hạt α. Sau 414 ngày kể từ lần đo thứ nhất, trong 1 phút mẫu chất phóng xạ chỉ phát ra n hạt α , Giá trị của T là
A. 3,8 ngày. B. 138 ngày. C. 12,3 năm. D. 2,6 năm.
Hướng dẫn
* Từ Chọn B.
3. Ứng dụng chữa bệnh ung thư
Trong điều trị ung thư, bệnh nhân được chiếu xạ với một liều xác định một nguồn phóng xa tức là nên thay vào công thức ta được:
Ví dụ 1: Trong điều trị ung thư, bệnh nhân được chiếu xạ với một liều xác định nào đó từ một nguồn phóng xạ (chất phóng xạ có chu kì bán rã là 5,25 năm). Khi nguồn được sử dụng lần đầu thì thời gian cho một liều chiếu xạ là 15 phút. Hỏi sau 2 năm thì thời gian cho một lần chiếu xạ là bao nhiêu phút?
A. 13,0phút. B. 14,1 phút. C. 10,7 phút. D. 19,5 phút.
Hướng dẫn
(phút)
Chọn D.
Ví dụ 2: Một bệnh nhân điều trị bằng đồng vị phóng xạ, dùng tia để diệt tế bào bệnh. Thời gian chiếu xạ lần đầu là Δt = 20 phút, cứ sau 1 tháng thì bệnh nhân phải tới bệnh viện khám bệnh và tiếp tục chiếu xạ. Biết đồng vị phóng xạ đó có chu kỳ bán rã T = 4 tháng (coi) và vẫn dùng nguồn phóng xạ trong lần đầu. Hỏi lần chiếu xạ thứ 4 phải tiến hành trong bao lâu để bệnh nhân được chiếu xạ với cùng một lượng tianhư lần đầu?
A. 40 phút. B. 24,2 phút. C. 20 phút. D. 33,6 phút.
Hướng dẫn
Lần 2 thì t = 1 tháng, lần 3 thì t = 2 tháng, lần 4 thì t = 3 tháng:
(phút) Chọn D.
Ví dụ 3: Trong điều trị ung thư, bệnh nhân được chiếu xạ với một liều xác định nào đó từ một nguồn phóng xạ với chu kì bán rã là 4 năm. Khi nguồn được sử dụng lần đầu thì thời gian cho một lần chiếu xạ là Δt0. Cứ sau 1 năm bệnh nhân phải tới bệnh viện khám bệnh và tiếp tục chiếu xạ. Tính Δt0 biết lần chiếu xạ thứ 4 chiếu trong thời gian 20 phút.
A. 15,24 phút. B. 11,89 phút. C. 20,18 phút. D. 16,82 phút.
Hướng dẫn
(phút) Chọn B.
4. Tuổi của thiên thể
Giả sử khi mới hình thành một thiên thể tỉ lệ hai đồng vị U238 và U235 là a:b (số hạt nguyên chất tương ứng là aN0 và bN0). Số hạt còn lại hiện nay lần lượt là

Ví dụ 1: Hiện nay trong quặng thiên nhiên có cả U238 và U235 theo tỉ lệ số nguyên tử là 140:1. Giả thiết ở thời điểm hình thành Trái Đất tỉ lệ trên là 1:1. Tính tuổi của Trái đất, biết chu kì bán rã củaU238 và U235 là T1 = 4,5.109 năm T2 = 0,713.109 năm.
A. 6.109năm. B. 5,5.109 năm. C. 5.109năm. D. 6,5.108 năm.
Hướng dẫn
(năm)
Chọn A.
Ví dụ 2: (ĐH − 2013) Hiện nay Urani tự nhiên chứa hai đồng vị phóng xạ 235u và 238u, với tỉ lệ số hạt 235u và số hạt 238u là 7/1000. Biết chu kì bán rã của 235U và 238U lần lượt là 7,00.108 năm và 4,50.109 năm. Cách đây bao nhiêu năm, urani tự nhiên có tỷ lệ số hạt 235U và số hạt 238U là 3/100?
A. 2,74 tỉ năm. B. 1,74 tỉ năm. C. 2,22 tỉ năm. D. 3,15 tỉ năm.
Hướng dẫn
Số hạt U 235 và U238 cò lại lần lượt là:
(tỉ năm) Chọn B.
Ví dụ 3: Một mẫu quặng Uran tự nhiên gồm U235 với hàm lượng 0,72% và phần còn lại là U238. Hãy xác định hàm lượng của U235 và thời kì Trái Đất được tạo thành cách đây 4,5 (tỉ năm). Cho biết chu kì bán rã của các đồng vị U235 và U238 lần lượt là 0,704 (tỉ năm) và 4,46 (tỉ năm).
A. 22%. B. 24%. C. 23%. D. 25%.
Hướng dẫn

Chọn C
5. Tuổi hòn đá:
Giả sử khi mới hình thành một hòn đá, chỉ có U238 cứ mỗi hạt U238 phân rã tạo ra hạt Pb206. Đến thời điểm t, số hạt U238 còn lại và số hạt Pb206 tạo thành lần lượt là:
Ta có tỉ lệ về khối lượng:
Ví dụ 1: (ĐH − 2012) Hạt nhân urani sau một chuỗi phân rã, biến đổi thành hạt nhân chì . Trong quá trình đó, chu kỉ bán rã của biến đổi thành hạt nhân chì là 4,47.109 năm. Một khối đá được phát hiện có chứa 1,188.1020 hạt nhân và 6,239.1018 hạt nhân . Giả sử khối đá lúc mới hình thành không chứa chì và tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã của . Tuổi của khối đá khi được phát hiện là
A. 3,3.108 năm. B. 6,3.109 năm. C. 3,5.107 năm. D. 2,5.106 năm.
Hướng dẫn
(năm) Chọn A
1,188.10
Ví dụ 2: Đồng vị U238 sau một loạt phóng xạ α và β biến thành chì theo phương trình sau:. Chu kì bán rã của quá trình đó là 4,6 (tỉ năm). Giả sử có một loại đá chỉ chứa U238, không chứa chì. Nếu hiện nay tỉ lệ các khối lượng của Uran và chì trong đá ấy là 37 thì tuổi của đá ấy là bao nhiêu?
A. 0,1 tỉ năm. B. 0,2 tỉ năm. C. 0,3 tỉ năm. D. 0,4 tỉ năm.
Hướng dẫn
(tỉ năm) Chọn B.
6. Tuổi của cổ vật có nguồn gốc sinh vật
Gọi H và H0 lần lượt là độ phóng xạ của cổ vật và của mẫu mới tương tự về khối lượng về thể loại
Nếu xem H0 cũng chính là độ phóng xạ lúc đầu của cổ vật thì:
Ví dụ 1 : Bằng phương pháp cacbon 14 (chu kỳ bán rã của C14 là 5600 năm) người ta đo được độ phóng xạ của một đĩa gỗ của người Ai cập cổ là 0,15 Bq: độ phóng xạ của một khúc gỗ vừa mới chặt có cúng khối lượng là 0,25 Bq. Tuổi của đĩa cổ là
A. 4100 năm. B. 3700 năm. C. 2500 năm. D. 2100 năm.
Hướng dẫn
(năm) Chọn A.
Chú ý:
1) Khối lương mẫu mới = k khối lượng cổ vật: Hcổ
2) Khối lương cổ vật = k khối lương mẫu mới:
Ví dụ 2: Phân tích một tượng gỗ cổ (đồ cổ) người ta thấy rằng độ phóng xạ β− của nó bằng 0,385 lần độ phóng xạ của một khúc gỗ mới chặt có khối lượng gấp đôi khối lượng của tượng gỗ đó. Đồng vị 14C có chu kỳ bán rã là 5600 năm. Tuổi tượng gỗ là
A. 35000năm. B. 2,11 nghìn năm. C. 7,71 nghìn năm. D. 13312năm.
Hướng dẫn
Hcổ (năm) Chọn B
Ví dụ 3: Một ngôi mộ cồ vừa mới khai quật. Một mẫu ván quan tài của nó chứa 50 g cacbon có độ phóng xạ là 457 phân rã/phút (chỉ có C14 là phóng xạ). Biết rằng độ phóng xạ của cây cối đang sống vào khoảng 3000 phân rã/phút tính trên 200 g cacbon. Chu kì bán rã của C14 khoảng 5600 năm. Tuổi của ngôi mộ cổ đó là
A. 9,2 nghìn năm. B. 1,5 nghìn năm. C. 2,2 nghìn năm. D. 4 nghìn năm.
Hướng dẫn
Ta so sánh độ phóng xạ 1 g mẫu mới (3000/200) và 1 g cổ vật (457/50) nên
(năm) Chọn D
7. Đo thể tích máu trong cơ thể sống
Để xác định thể tích máu có trong cơ thể sống, ban đầu người ta đưa vào máu một lượng chất phóng xạ (N0, n0,H0) chờ cho đến thời điểm t để chất phóng xạ phân bố đều vào toàn bộ thể tích máu V (lúc này tông lượng chất phóng xạ chỉ còn )thì người ta lấy ra V1 thể tích màu để xác định lượng chất phóng xạ chứa trong V1 này (N1, n1, H1) ta có:
Nếu lúc đầu đưa vào máu V0 thể tích dung dịch chứa chất phóng xạ với nồng độ CM0 thì và lượng nước chứa trong thể tích Vo sẽ thẩm thấm ra ngoài nên không làm thay đổi thể tích máu:
Ví dụ 1: Để xác định thể tích máu trong cơ thể sống bác sĩ đã cho vào V0 (lít) một dung dịch chứa Na24 (Đồng vị Na24 là chất phóng xạ có chu kì bán rã T) với nồng độ CM0 (mol/1). Sau thời gian hai chu kì người ta lấy V1 (lít) máu của bệnh nhân thì tìm thấy m (mol) Na24. Xác định thể tích máu của bệnh nhân. Giả thiết chất phóng xạ được phân bố đều vào máu.
A. V0V1CM0/n1. B. 2 V0V1CM0/n1. C. 0,25 V0V1CM0/n1. D. 0,5V0V1CM0/n1.
Hướng dẫn
Chọn B.
Điểm nhấn:
1) Gọi ΔN0 là số hạt bị phân rã trong thời gian Δt0 ở lúc dầu, ΔN là số hạt bị phân rã trong thời gian Δt ở thời điểm t:
2) Số hạt U235 và U238 hiện nay lần lượt:
3) Khối lượng U235 và U238 hiện nay lần lượt:
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Đồng vị 84Po210 là chất phóng xạ có chu kì bán rã 138 (ngày). Biết số Avôgađrô 6,023.1023. Ban đầu có 4 (g) Po nguyên chất thì độ phóng xạ của nó ở thời điểm 69 ngày là:
A. 4506Ci. B. 4507Ci C. 4508 Ci. D. 12746 Ci.
Bài 2: Khối lượng ban đầu của đồng vị phóng xạ natri Na25 là 0,248 mg. Chu kì bán rã của chất này là T = 62 s. Biết số Avôgađrô 6,023.1023. Tính độ phóng xạ sau 10 phút.
A. 6,65.1016Ci. B. 2,2.103Ci. C. 4,1. 1014 Bq. D. 1,8. 104Ci.
Bài 3: Chất phóng xạ 53I131 có chu kì bán rã 8 (ngày). Ban đầu có một lượng chất phóng xạ có độ phóng xạ 2.1017 (Bq). Xác định số nguyên tử ban đầu của chất phóng xạ.
A. 19,944.1022. B. 1,37.1021. C. 1,36.1021. D. 1,35.1021.
Bài 4: Một mẫu phóng xạ Si31 ban đầu trong thời gian 5 phút có 190 nguyên tử bị phân rã, nhưng sau 3 (h) trong thời gian 1 phút chỉ có 17 nguyên tử bị phân rã. Chu kì bán rã của Si31 là
A. 2,5 h. B. 2,6 h. C. 2,7 h. D. 2,8 h.
Bài 5: Một lượng chất phóng xạ, sau 2 h độ phóng xạ của nó giảm đi 4 lần. Tìm chu kì bán rã của chất phóng xạ.
A. 0,5 h. B. 1 h. C. 2 h. D. 3 h.
Bài 6: Một chất phóng xạ phát ra tia anpha, cứ mỗi hạt nhân bị phân rã phóng ra một hạt anpha. Trong thời gian 1 phút đầu chất phóng xạ phát ra 180 hạt anpha. Nhưng sau 2 h phép đo lần thứ nhất, trong một phút chỉ phát ra 45 hạt anpha. Tìm chu kì bán rã của chất phóng xạ.
A. 0,5 h. B. 1 h. C. 1,5 h. D. 2 h.
Bài 7: Một mẫu chất phóng xạ Rn222, sau thời gian 15,2 ngày thì độ phóng xạ của nó giảm 93,75%. Tìm chu kì bán rã của chất phóng xạ.
A. 3,7 ngày. B. 3,8 ngày. C. 3,9 ngày. D. 3,6 ngày.
Bài 8: Một nguồn phóng xạ nhân tạo có chu kì bán rã là 8 giờ, có độ phóng xạ ban đầu bằng 128 lần độ phóng xạ an toàn cho phép. Hỏi phải sau thời gian tối thiểu bao nhiêu có thể làm việc an toàn với nguồn phóng xạ này?
A. 56 giờ. B. 64 giờ. C. 32 giờ. D. 48 giờ.
Bài 9: Một nguồn phóng xạ nhân tạo có chu kỳ bản rã 2 giờ, có độ phóng xạ lớn hơn mức độ phóng xạ an toàn cho phép 64 lần. Hỏi phải sau thời gian tối thiểu bao nhiêu để có thể làm việc an toàn với nguồn này ?
A. 128 giờ. B. 6 giờ. C. 12 giờ. D. 24 giờ.
Bài 10: Một mẫu KCl (có khối lượng mol 74,6 g/mol) nặng 2,71 g. Trong kali thông thường có đồng vị phóng xạ K40 (có chu kì bán rã 1,25 tỉ năm) chiếm 1,17%. Xem 1 năm = 365 ngày, số Avôgađrô 6,023.1023. Độ phóng xạ của mẫu này là
A. 8,15. 108 Bq. B. 4,49.103 Bq. C. 4,17.103 Bq. D. 8,17.103 Bq.
Bài 11: Chất phóng xạ 27Co60 có chu kì bán rã 5,33 (năm), một đồng vị khác 27Co59 không có tính phóng xạ. Biết số Avôgađrô 6,023.1023. Một loại côban tự nhiên là hỗn hợp của hai đồng vị Co60 và Co59 với tỉ lệ khối lượng tương ứng là 1:49. Độ phóng xạ sau 8 năm của 15 (g) là
A. 274 (Ci). B. 275 (Ci). C. 97,2 (Ci). D. 97,4 (Ci).
Bài 12: Chất phóng xạ 27Co60 có chu kì bán rã 5,33 (năm) (xem 1 năm = 365 ngày), một đồng vị khác 27Co59 không có tính phóng xạ. Một loại côban là hỗn hợp của hai đồng vị nói trên có khối lượng 10 (g), độ phóng xạ 1 (Ci). Biết số Avôgađrô 6,023.1023. Xác định tỉ lệ khối lượng của Co60.
A. 0,007%. B. 0,008%. C. 0,009%. D. 0,01%.
Bài 13: Lúc đầu, một nguồn phóng xạ X có 109 hạt nhân phân rã trong giờ đầu tiên. Sau ba chu kì bán rã T (biết T cỡ triệu năm), số hạt nhân phân rã trong ba giờ là
A. 375.106. B. 875.106. C. 235.106. D. 625.1013.
Bài 14: Lúc đầu, một nguồn phóng xạ X có 109 hạt nhân phân rã trong phút đầu tiên. Sau ba chu kì bán rã T (biết T cỡ nghìn năm), số hạt nhân của nguồn này phân rã trong ba phút là
A. 375.106. B. 875.106. C. 235.106. D. 625.1013.
Bài 15: Trong điều trị ung thư, bệnh nhân được chiếu xạ với một liều xác định nào đó từ một nguồn phóng xạ (chất phóng xạ có chu kì bán rã là 4 năm). Khi nguồn được sử dụng lần đầu thì thời gian cho một liều chiếu xạ là 10 phút. Hỏi sau 2 năm thì thời gian cho một lần chiếu xạ là bao nhiêu phút?
A. 20,5 phút. B. 14,1 phút. C. 10,7 phút. D. 7,4 phút.
Bài 16: Một bệnh nhân được trị xạ bằng đồng vị phóng xạ để dùng tia gamma diệt tế bào bệnh. Thời gian chiếu xạ lần đầu là 10 phút. Cứ sau 5 tuần thì bệnh nhân phải tới bệnh viện khám lại và tiếp tục trị xạ, biết chu kì bán rã của chất phóng xạ là 70 ngày và vẫn dùng nguồn phóng xạ đã sử dụng trong lần đầu. Vậy lần trị xạ thứ hai phải tiến hành trong thời gian bao lâu để bệnh nhân được trị xạ với cùng một lượng tia gamma như lần 1?
A. 20,5 phút. B. 14,1 phút. C. 10,2 phút. D. 7,4 phút.
Bài 17: Một bệnh nhân điều trị bằng đồng vị phóng xạ, dùng tia γ để diệt tế bào bệnh. Thời gian chiếu xạ lần đầu là Δt = 20 phút, cứ sau 1 tháng thì bệnh nhân phải tới bệnh viện khám bệnh và tiếp tục chiếu xạ. Biết đồng vị phóng xạ đó có chu kỳ bán rã T = 4 tháng (coi Δt << T) và vẫn dùng nguồn phóng xạ trong lần đầu. Hỏi lần chiếu xạ thứ 3 phải tiến hành trong bao lâu để bệnh nhân được chiếu xạ với cùng một lượng tia γ như lần đầu?
A. 40 phút. B. 24,2 phút. C. 20 phút. D. 28,2 phút.
Bài 18: Một người bệnh phải chạy thận bằng phương pháp phóng xạ. Nguồn phóng xạ được sử dụng có chu kỳ bán rã 40 ngày. Trong lần khám đầu tiên người bệnh được chụp trong khoảng thời gian 12 phút. Cứ sau 15 ngày thì bệnh nhân phải tới bệnh viện khám lại và tiếp tục chụp phóng xạ. Hỏi ở lần chụp thứ 3 người này cần chụp trong khoảng thời gian bằng bao nhiêu để nhận được liều lượng phóng xạ như các lần trước: Coi rằng khoảng thời gian chụp rất nhỏ so với thời gian điều trị mỗi lần.
A. 15,24 phút. B. 18,18 phút. C. 20,18 phút. D. 21,36 phút.
Bài 19: Trong điều trị ung thư, bệnh nhân được chiếu xạ với một liều xác định nào đỏ từ một nguồn phóng xạ với chu kì bán rã là 4 năm. Khi nguồn được sử dụng lần đầu thì thời gian cho một lần chiếu xạ là 10 phút. Sau 3 năm thời gian cho một lần chiếu xạ là
A. 15,24 phút. B. 18,18 phút. C. 20,18 phút. D. 16,82 phút.
Bài 20: Tại thời điểm ti độ phóng xạ của một mẫu chất là H1 (Bq), và ở thời điểm t2 độ phóng xạ là H2 (Bq). Nếu chu kỳ bán rã là T thì số hạt nhân bị phân rã trong khoảng thời gian t2 – t1 là
A. H1 – H2. B. (H1 - H2)ln2/T. C. (H1 - H2)T/ln2. D. H1t1 - H2t2.
Bài 21: Đặt một mẫu chất phóng xạ vào máy đến xung. Ban đầu trong một phút có 250 xung nhưng một giờ sau lần đo thứ nhất chỉ còn đếm được 92 xung trong một phút. Xác định chu kì bán rã của chất phóng xạ.
A. 41,5 (phút). B. 41,6 (phút). C. 41,7 (phút). D. 41,8 (phút).
Bài 22: Nhờ một máy đếm xung người ta biết được thông tin sau về một chất phóng xạ. Ban đầu trong thời gian một phút có 360 nguyên tử của một chất phóng xạ bị phân rã, nhưng sau hai giờ kể từ thời điểm ban đầu thì trong một phút chỉ có 90 nguyên tử bị phân rã. Hãy xác định chu kì của chất phóng xạ đó.
A. 0,5 h. B. 1 h. C. 4,72 h. D. 4,73 h.
Bài 23: Để đo chu kỳ bán rã của một chất phóng xạ, người ta dùng máy đếm xung. Ban đầu trong 1 phút máy đếm được có 250 xung nhưng 1 giờ sau đó máy chỉ còn đếm được có 92 xung trong 1 phút. Chu kỳ bán rã của chất phóng xạ là :
A. 45 phút 15 giây. B. 25 phút 10 giây. C. 41 phút 37 giây. D. 30 phút.
Bài 24: Dùng máy đếm xung để đo chu kì bán rã của một chất phóng xạ. Ban đầu máy đếm được X xung trong một phút. Sau đó ba giờ máy đếm được 10-2 X xung trong một phút. Chu kì bán rã chất đó là
A. Coo k B. 3,00 h. C. 0,45 h. D. 0,50 h.
Bài 25: Hai đồng vị của nguyên tố uran U238 và U235 là các chất phóng xạ với chu kì bán rã lần lượt là 4,5 tỉ năm và 0,7 tỉ năm. Khi phân tích một mẫu quặng thiên nhiên lấy từ Mặt Trăng có cả U238 và U235 theo tỉ lệ 64:1. Giả thiết tại thời điểm tạo thành Mặt Trăng tỉ lệ hai đồng vị trên là 1:1. Xác định tuổi của Mặt Trăng.
A. 4,96 tỉ năm. B. 4,97 tỉ năm. C. 4,98 tỉ năm. D. 4,99 tỉ năm.
Bài 26: Một mẫu quặng U238 có lẫn chì Pb206. Giả thiết lúc mới hình thành trong đó chỉ có U238 nguyên chất. Hãy xác định tuổi của mẫu quặng đó. Biết trong mẫu quặng cứ tìm thấy 10 nguyên tử U238 thì có 2 nguyên tử chì và U238 là chất phóng xạ với chu kì bán rã 4,5 tỉ năm.
A. 1,17 tì năm. B. 1,18 tỉ năm. C. 1,19 tỉ năm. D. 1,2 tỉ năm.
Bài 27: Hạt nhân U238 phân rã phóng xạ qua một chuỗi hạt nhân rồi dẫn đến hạt nhân bền chì Pb206 chu kì bán rã của uran là 4,5 tỉ năm. Một mẫu đá cổ hiện nay có chứa số nguyên tử Uran U238 bằng với số nguyên tử chì Pb206 cho rằng mẫu đá cổ đó lúc đầu không có chứa chì. Ước tính tuổi của mẫu đá cổ là
A. 4,5 tỉ năm. B. 2,25 tỉ năm. C. 9 tỉ năm. D. 6,75 tỉ năm.
Bài 28: Một mẫu quặng U238 có lẫn chì Pb206. Giả thiết lúc mới hình thành trong đó chỉ có U238 nguyên chất. Hãy xác định tuổi của mẫu quặng đó. Biết tỉ lệ tìm thấy khối lượng là cứ 1 (g) chì thì có 5 (g) Uran và U238 là chất phóng xạ với chu kì bán rã 4,5 tỉ năm.
A. 1,22 tỉ năm. B. 1,25 tỉ năm. C. 2,24 tỉ năm. D. 1,35 tỉ năm.
Bài 29: Đồng vị U238 phân rã thành Pb206 với chu kỳ bán rã T = 4,47.109 năm. Một khối đá được phát hiện có chứa 46,97 mg U238 và 2,135 mg Pb. Giả sử lúc khối đá mới hình thành không chứa nguyên tố chì và tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã của U238. Tuổi của khối đá hiện nay là:
A. 2,5.106 năm. B. 3.108 năm. C. 3,4.107 năm. D. 6.109năm.
Bài 30: Đồng vị K40 là chất phóng xạ biến thành Ar40 với chu kì bán rã 1,2 (tỉ năm). Một mẫu đá được lấy từ Mặt Trăng, các nhà khoa học xác định được 82% nguyên tố K40 đã phân rã thành Ar40. Hãy xác định tuổi của mẫu đá này.
A. 1,5.109năm. B. 2,6.109năm. C. 4,5.109 năm. D. 2,97.109 năm.
Bài 31: Một kĩ thuật được dùng để xác định tuổi của các dòng nham thạch xa xưa có tên gọi là kĩ thuật kali-argon. Đồng vị phóng xạ K40 có chu kì bán rã là 1,28 tỉ năm phân rã tạo thành đồng vị Ar40. Do Argon là khí nên không có trong dòng nham thạch nó thoát ra ngoài. Nhưng khi nham thạch hóa rắn toàn bộ Ar tạo ra trong phân rã bị giữ lại trong đó. Một nhà địa chất phát hiện được một cục nham thạch và sau khi đo đạc phát hiện ra rằng tỉ lệ giữa số nguyên tử Ar và K là 0,12. Hãy tính tuổi của cục nham thạch?
A. 209 triệu năm. B. 10,9 tỉ năm. C. 20,9 triệu năm. D. 2,09 tỉ năm.
Bài 32: Độ phóng xạ của đồng vị cacbon C14 trong 1 tượng gỗ bằng 0,9 độ phóng xạ của đồng vị này trong gỗ cây mới đốn (cùng khối lượng cùng thể loại). Chu kì bán rã là 5570 năm. Tìm tuổi của món đồ cổ ấy?
A.1800năm. B. 1793 năm. C. 847 năm. D. 1678 năm.
Bài 33: Đo độ phóng xạ của 1 tượng cổ bằng gỗ là 4 Bq. Đo độ phóng xạ của mẫu gỗ cùng khối lượng của 1 cây vừa mới chặt là 5 Bq. Xác định tuổi của bức tượng cổ. Chu kì bán rã của C14 là T = 5600 năm. Lấy ln 2 = 0,693; ln 0,8 = - 0,223
A. 1802 năm. B. 1830 năm. C. 3819 năm. D. 0,8 năm.
Bài 34: Một mảnh gỗ cổ (đồ cổ) có độ phóng xạ của 14c là 3 phân rã/phút. Một lượng gỗ mới tương đương cho thấy tốc độ đếm xung là 14 xung/phút. Chu kỳ bán rã của 14c là 5568 năm. Tuối của mảnh gỗ đó là :
A. 12376 năm. B. 12374 năm. C. 124000 năm. D. 12650 năm.
Bài 35: Độ phóng xạ của đồng vị cacbon C14 trong một đồ cổ bằng gỗ bằng 4/5 độ phóng xạ của đồng vị này trong gỗ cây mới đốn có cùng khối lượng. Chu kỳ bán rã của C14 là 5570 năm. Tìm tuổi của đồ cổ ấy.
A. 1678 năm. B. 1704 năm. C. 1800 năm. D. 1793 năm.
Bài 36: Khi phân tích một mẫu gỗ, người ta xác định được 87,5% số nguyên tử đồng vị phóng xạ C14 bị phân rã thành các nguyên tử N14. chu kỳ bán rã của C14 là 5600 năm. Tuổi của mẫu gỗ là:
A. 16700 năm. B. 16800 năm. C. 16600 năm. D. 16900 năm.
Bài 37: Phân tích một tượng gỗ cổ người ta thấy rằng độ phóng xạ của nó bằng 0,385 lần độ phóng xạ của một khúc gỗ mới chặt có khối lượng bằng một nửa khối lượng của tượng gỗ đó. Đồng vị 14C có chu kỳ bán rã là 5600 năm. Tuổi tượng gỗ là
A. 35000 năm. B. 2,11 nghìn năm. C. 7,71 nghìn năm. D. 13,31.103 năm.
Bài 38: Trong cùng một thời gian, số hạt bị phân rã của đồng vị cacbon C14 của một món đồ cổ bằng gỗ bằng 0,8 lần số phân rã của mẫu mới cùng thể loại nhưng khối lượng chỉ bằng một nửa. Chu kỳ bán rã của C14 là 5570 năm. Tuổi của món đồ cổ là
A. 1,8 nghìn năm B. 1,79 nghìn năm C. 1,7 nghìn năm D. 7,36 nghìn năm
Bài 39: Một pho tượng cổ bằng gỗ biết rằng độ phóng xạ của nó bằng 0,42 lần độ phóng xạ của một mẫu gỗ tươi cùng loại vừa mới chặt có khối lượng bằng 2 lần khối lượng của pho tượng cổ này. Biết chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ C14 là 5730 năm. Tuổi của pho tượng cổ này gần bằng
A. 4141,3 năm. B. 1414,3 năm. C. 144,3 năm. D. 1441,3 năm.
Bài 40: Để xác định thể tích máu trong cơ thể sống bác sĩ đã cho vào V0 (lít) một dung dịch chứa Na24 (Đồng vị Na24 là chất phóng xạ có chu kì bán rã T) với nồng độ CMO (mol/1). Sau thời gian một chu kì người ta lấy Vi (lít) máu của bệnh nhân thì tìm thấy m (mol) Na24. Xác định thể tích máu của bệnh nhân. Giả thiết chất phóng xạ được phân bố đều vào máu.
A. V0V1CWn1. B. 2V0V1CM0/n1. C. 0,25V0V1CM0/n1. D. 0,5V0V1CM0/n1.
Bài 41: Để xác định thể tích máu trong cơ thể bệnh nhân bác sĩ đã cho vào 10 (ml) một dung dịch chứa Na24 (Đồng vị Na24 là chất phóng xạ có chu kì bán rã 15 (h)) với nồng độ 10-3 (mol/1). Sau 6 (h) người ta lấy 10 (ml) máu của bệnh nhân thì tìm thấy 1,5.10-8 (mol) Na24. Xác định thể tích máu của bệnh nhân. Giả thiết chất phóng xạ được phân bố đều vào máu.
A. 5,05 lít. B. 5,06 lít. C. 5,07 lít. D. 5,04 lít.
Bài 42: Người ta tiêm vào máu một người một lượng nhỏ dung dịch chứa đồng vị phóng xạ Na24 (chu kỳ bán rã bằng 15 giờ) có độ phóng xạ bằng 1,5 μCi. Sau 7,5 giờ người ta lấy ra 1 cm3 máu người đó thì thấy nó có độ phóng xạ là 392 phân rã/phút. Thể tích máu của người đó bằng bao nhiêu?
A. 5,25 lít. B. 4 lít. C. 6,0 lít. D. 600 cm3.
Bài 43: Hiện nay Urani tự nhiên chứa hai đồng vị phóng xạ 235u và 238u, với tỉ lệ số hạt 235u và số hạt 238u là 7/1000. Biết chu kí bán rã của 235u và 238u lần lượt là 7,00.108 năm và 4,50,109 năm. Cách đây bao nhiêu năm, urani tự nhiên có tỷ lệ số hạt 235u và số hạt 238u là 35/1000?
A. 2,74 tỉ năm. B. 1,92 tỉ năm. C. 1,74 tỉ năm. D. 3,15 tỉ năm.
1.D
2.B
3.A
4.B
5.B
6.B
7.B
8.A
9.C
10.B
11.A
12.C
13.A
14.A
15.B
16.B
17.D
18.C
19.D
20.C
21.B
22.B
23.C
24.C
25.B
26.B
27.A
28.D
29.B
30.D
31.A
32.C
33.A
34.B
35.D
36.B
37.D
38.D
39.D
40.D
41.A
42.C
43.B

Dạng 3. BÀI TOÁN LIÊN QUAN ĐẾN NĂNG LƯỢNG PHÓNG XẠ, NĂNG LƯỢNG PH N HẠCH, NĂNG LƯỢNG NHIỆT HẠCH.
Phóng xạ, phân hạch và nhiệt hạch là các phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.
1. Năng lượng phóng xạ
Hạt nhân mẹ A đứng yên phóng xạ thành hai hạt B (hạt nhân con) và C (hạt phóng xạ):
A → B + C
Áp dụng định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn năng lượng toàn

Nhận xét: Hai hạt sinh ra chuyển động theo hai hướng ngược nhau, có tốc độ và động năng tỉ lệ nghịch với khối lượng.
Nếu bỏ qua bức xạ gama thì năng lượng tỏa ra chuyển hết thành động năng của các hạt tạo thành.
Ví dụ 1: Hạt nhân A (có khối lượng nu) đứng yên phóng xạ thành hạt B (có khối lượng mB và C (có khối lượng mC) theo phương trình phóng xạ: A → B + C. Nếu phản ứng toả năng lượng ΔE thì động năng của B là
A. ΔE.mc/(mB + mc). B. ΔE.mB/(mB + mc). C. ΔE.(mB + mc)/mc. D. ΔE.mB/mc.
Hướng dẫn
Ta có cách nhớ nhanh: Động năng các hạt sinh ra tỉ lệ nghịch với khối lượng và tổng động năng của chúng bằng AE nên: “toàn bộ có mB + mC phần trong đó WB chiếm mC phần và WC chiếm mB phần”: Chọn A.
Ví dụ 2: (ĐH−2008) Hạt nhân A đang đứng yên thì phân rã thành hạt nhân B có khối lượng mB và hạt α có khối lượng mα . Tỉ số giữa động năng của hạt nhân B và động nâng của hạt α ngay sau phân rã bằng
A. B. C. D.
Hướng dẫn
Cách 1: Động năng các hạt sinh ra tỉ lệ nghịch với khối lượng: Chọn A.
Cách 2:

Ví dụ 3: (ĐH−2010) Hạt nhân đang đứng yên thì phóng xạ α , ngay sau phóng xạ đó, động năng của hạt α
A. lớn hơn động năng của hạt nhân con.
B. chỉ có thể nhỏ hơn hoặc bằng động năng của hạt nhân con.
C. bằng động năng của hạt nhân con.
D. nhỏ hơn động năng của hạt nhân con.
Hướng dẫn

Cách 1: Trong phóng xạ, động năng các hạt sinh ra tỉ lệ nghịch với khối lượng:
Chọn A.
Cách 2:

Chọn A.
Ví dụ 4: (ĐH − 2011) Một hạt nhân X đứng yên, phóng xạ α và biến thành hạt nhân Y. Gọi m1 và m2, v1 và v2, K1 và K2 tương ứng là khối lượng, tốc độ, động năng của hạt α và hạt nhân Y. Hệ thức nào sau đây là đúng?
A. B. C. D.
Hướng dẫn
Hai hạt sinh ra chuyển động theo hai hướng ngược nhau, có tốc độ và động năng tỉ lệ nghịch với khối lượng Chọn C.
Ví dụ 5: Ban đầu hạt nhân P0210 đứng yên phóng xạ ơ theo phản ứng: . Cho khối lượng của các hạt: mα = 4,0015u; mP0 = 209,9828u; mx = 205,9744u; 1uc2 = 931 (MeV); 1 MeV = 1,6.10−13 J. Biết năng lượng toả ra trong phản ứng chuyến hết thành động năng của các hạt tạo thành. Động năng của hạt X là:
A. 1.94.10−14 J. B. 1,95. 10−14 J. C. 1,96.1010−14 J. D. 1,97. 10−14 J.
Hướng dẫn

Động năng các hạt sinh ra tỉ lệ nghịch với khối lượng và tổng động năng của chúng bằng ΔE nên: “toàn bộ có mα + mx phần trong đó WC chiếm mX phần và WX
chiếm mα phần’’: Chọn C.
Ví dụ 6: Hạt nhân Ra226 đứng yên phóng xạ ra hạt α theo phương tình sau: . Cho biết tỉ lệ khối lượng của hạt nhân Rn và hạt α là 55,47. Biết năng lượng toả ra trong phản ứng chuyển hết thành động năng của các hạt tạo thành. Hỏi bao nhiêu % năng lượng toả ra chuyển thành động năng của hạt α .
A. 98,22%. B. 98,23%. C. 98,24%. D. 98,25%.
Hướng dẫn
Chọn B.
Ví dụ 7: (ĐH−2012) Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ α và biến thành hạt nhân Y. Biết hạt nhân X có số khối là A, hạt α phát ra tốc độ v. Lấy khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó tính theo đơn vị u. Tốc độ của hạt nhân Y bằng
A. B. C. D.
Hướng dẫn

Chọn C.
Ví dụ 8: Hạt nhân U234 đứng yên phóng xạ ra hạt a theo phương trình: . Biết năng lượng toả ra trong phản ứng là 2,2.10−12 J và chuyển hết thành động năng của các hạt tạo thành. Cho khối lượng các hạt: mα = 4,0015u, mTh = 229,9737u, 2u = 1,6605.10−27 kg. Tốc độ của hạt anpha là:
A. 0,256.108m/s. B. 0,255.108 m/s. C. 0,084 m/s. D. 0,257.108 m/s.
Hướng dẫn

Chọn B.
Chú ý: Để tính năng lượng do 1 phân rã tạo ra có thể làm theo 1 trong các cách sau:

* với với
Ví dụ 9: (CĐ−2010) Pôlôni phóng xạ α và biến đổi thành chì Pb. Biết khối lượng các hạt nhân P0; a; Pb lần lượt là: 209,937303 u; 4,001506 u; 205,929442 u và 1 u = 931,5 MeV/c2. Năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân pôlôni phân rã xấp xỉ bằng
A. 5,92 MeV. B. 2,96 MeV. C. 29,60 MeV . D. 59,20 MeV.
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 10: Hạt nhân U234 đứng yên phóng xạ ra hạt α theo phương trình sau: . Cho biết tỉ lệ khối lượng của hạt nhân Th và hạt α là 57,47. Biết năng lượng toả ra trong phản ứng chuyển hết thành động năng của các hạt tạo thành. Động năng của hạt α là 4 MeV. Tính năng lượng phản ứng tỏa ra.
A. 4,06 MeV. B. 4,07 MeV. C. 4,04MeV. D. 4,08 MeV.
Hướng dẫn

Chọn .
Ví dụ 11: (THPTQ – 2017) Hạt nhna Ra226 đứng yên phóng ra một hạt α và biến đổi thành hạt nhân X. Động năng của hạt α phóng ra bằng 4,8 MeV. Coi tỉ lệ khối lượng xấp xỉ bằng tỉ số của số khối. Năng lượng một phân rã tỏa ra là:
A. 4,89 MeV. B. 4,72 MeV. C. 271MeV D. 269 MeV.
Hướng dẫn
Chọn A.
Chú ý: Nếu năng lượng do 1 phân rã tạo ra là ΔE thì năng lượng do N phân rã là Q = NΔE.
Số phân rã luôn bằng số hạt nhân mẹ bị phân rã:
Ví dụ 12: Pôlôni phóng xạ α và biến đổi thành chì Pb. Mỗi phân rã toà ra 6,3 MeV. Biết số Avôgađrô 6,02.1023/mol, khối lượng mol của là 210 g/mol, 1 MeV = 1,6.10−13 J. Ban đầu có 1 g nguyên chất, sau khi phân rã hết năng lượng tỏa ra là
A. 1,81.1020 MeV. B. 28,896.109 J. C. 28,896.108 J. D. 1,81.1021 MeV.
Hướng dẫn

Chọn C
Ví dụ 13: Hạt nhân Ra226 đứng yên phóng ra một hạt α và biến đổi thành hạt nhân X. Tốc độ của hạt α phóng ra bằng 1,51.107 m/s. Coi tỉ lệ khối lượng xấp xỉ bằng tỉ số của số khối. Biết số Avôgađrô 6,02.1023/mol, khối lượng mol của Ra226 là 226 g/mol và khối lượng của hạt α là 4,0015u, lu = 1,66.10−27 kg. Khi phân rã hết 0,1 µg Ra226 nguyên chất năng lượng toả ra là
A. 100 J. B. 120 J. C. 205 J. D. 87 J.
Hướng dẫn

Chọn C.
Ví dụ 14: Pôlôni là chất phóng xạ α thành hạt nhân chì Pb206 với chu kì bán rã là 138 (ngày). Độ phóng xạ ban đầu của của một lượng chất phóng xạ 1,5.1011 (Bq). Cho khối lượng: mα = 4,0015u; mPo = 209,9828u; mPb = 205,9744u; NA = 6,02.1023 1uc2 = 931 (MeV). Tim năng lượng toả ra khi lượng chất trên phân rã hết.
A. 1,844.1019 (MeV). B. 6,42 (MeV).
C. 1,845. 1019 (MeV). D. 1.66. 1019 (MeV).
Hướng dẫn

Chọn D
Chú ý: Trong phóng xạ alpha nếu viết phương trình phóng xạ thì động năng của hạt α là:
Thực tế, đo được động năng của hạt α là ! Tại sao vậy?
Điều này được giải thích là trong phón xạ alpha còn có các bức xạ gama:
Do đỏ, năng lượng của bức xạ gama: với .
Ví dụ 15: Radon là chất phóng xạ α và chuyển thành hạt nhân X. Biết rằng sự phóng xạ này toả ra năng lượng 12,5 (MeV) dưới dạng động năng của hai hạt sinh ra. Cho biết tỉ lệ khối lượng của hạt nhân X và hạt α là 54,5. Trong thực tế người ta đo được động năng của hạt α là 11,74 MeV. Sự sai lệch giữa kết quà tính toán và kết quả đo được giãi thích là do có phát ra bức xạ . Tính năng lượng của bức xạ.
A. 0,51 (MeV). B. 0,52 (MeV). C. 0,53 (MeV). D. 0,54 (MeV).
Hướng dẫn
Chọn C
Chú ý: Khi cho chùm tia phóng xạ chuyển động vào trong từ trường đều thì cần phân biệt các trường hợp sau:
1) Trường hợp:
+ Lực Loren tác dụng lên hạt phóng xạ (), có phương luôn luôn vuông góc với phương của vận tốc, vì vậv hạt chuyển động tròn đều vói bán kính quỹ đạo R.
+ Lực Loren tác dụng lên hạt (FL= qv0B) đóng vai trò là lực hướng tâm (có độ lớn
tức là:
− Bán kính quỹ đạo:
− Tần số góc:

− Chu là quay:
− Chiều quay được xác định bởi quy tắc bàn tay trái.
2) Trường hợp véc tơ vận tốc hợp với véc tơ cảm ứng từ một góc :
+ Ta phân tích

+ Thành phân gây ra chuyên động tròn, Lực LoRen tác dụng lên hạt (có độ lớn FL= qv0B) đóng vai trò là lực hướng tâm (có độ lớn tức là:

+ Bán kính:
+ Tần số góc:
+ Thời gian cần thiết để hạt chuyển động hết 1 vòng tròn là:
+ Thành phần gãy ra chuyển động quán tính theo phương song song với . Trong thời gian T, chuyển động tròn đi hết 1 vỏng thì đồng thời nó cũng tiến được theo phương song song với một đoạn − gọi là bước ốc: h = vtT
+ Hạt tham gia đông thời hai chuyển động: chuyển động tròn do vn gây ra và chuyển động quán tính theo phương song song với do gây ra. Vậy chuyển động của hạt là sự tổng hợp của hai chuyển động nó trên, kết quả là nó chuyển động theo đường đinh ốc, với bán kính và bước ốc lần lượt là R và h.
Ví dụ 16: Hạt α có khối lượng 4,0015u, điện tích 3,2.10−19 (C) chuyển động vào trong một trường đều có cam ứng từ 10−2 (T) vuông góc với tốc độ 106 (m/s), coi 1u = 1,66.10 −27 (kg). Bán kính quỹ đạo là
A. 2,1 m. B. 2,0 m. C. 3,2 m. D. 3,3 m.
Hướng dẫn
Chọn A
Ví dụ 17: Có 3 hạt mang động năng bằng nhau là: hạt prôtôn, hạt đơtêri và hạt α, cùng đi vào một từ trường đều và đều chuyển động tròn đều trong từ trường. Gọi bán kính quĩ đạo của chúng lần lượt là: RH, RĐ, Rα. Ta có:
A. RH < Rα < RĐ. B. RH = Rα < RĐ. C. Rα < RH < RĐ. D. RH < RĐ = Rα
Hướng dẫn

Chọn C.
2. Năng lượng phân hạch
Năng lượng toàn phần do 1 phân hạch:
Năng lượng toàn phần do N phân hạch:
nên
Nếu hiệu suất của quá trình sử dụng năng lượng là H thì năng lượng có ích và công suất có ích lần lượt là:
Ví dụ 1: Phản ứng phân hạch của Urani 235 là: Cho biết khối lượng của các hạt nhân là: mu = 234,99u; mM0 = 94,88u; mLa = 138,87u; mn = l,01u, me 0 và 1uc2 = 931 MeV. Năng lượng một phân hạch toả ra là
A. 216,4 (MeV). B. 227,14 (MeV). C. 214,13 (MeV). D. 227,18 (MeV).
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 2: Trong phản úng phân hạch hạt nhân U235, năng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 214 (MeV). Tính năng lượng toả ra ừong quá trình phân hạch 1 (g) hạt nhân U235 trong lò phản ứng. Cho biết số Avôgađrô NA = 6,023.1023, 1 MeV = 1,6.10−13 (J).
A. 8,8.104 (J). B. 8,7.1010 (J). C. 8,8.1010 (J). D. 5,5.1010 (J).
Hướng dẫn

Chọn C.
Ví dụ 3: (THPTQG − 2017) Cho rằng khi một hạt nhân urani U235 phân hạch thì tỏa ra năng lượng trung bình là 200 MeV. Lấy = 6,023.1023 mol−1 , khối lượng mol cù urani U235 là 235 g/mol. Năng lượng tỏa ra khi phân hạch hết 1 kg urani U235 là
A. 5,12,1026MeV. B. 51,2.1026MeV. C. 2,56.1015MeV. D. 2,56.1016MeV
Hướng dẫn
* Tính
Chọn A.
Ví dụ 4: Trong phản ứng phân hạch hạt nhân U235, năng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 200 (MeV). Nếu 40% năng lượng này biến thành điện năng thì điện năng bằng bao nhiêu (KWh) khi phân hạch hết 500 (kg) U235. Cho biết số Avôgađrô NA = 6,023.1023.
A. 4,55.109 (kWh). B. 4,54. 109 (kWh) C. 4,56. 109 (kWh). D. 4,53. 109 (kWh).
Hướng dẫn

Chọn C.
Ví dụ 5: Một nhà máy điện hạt nhân dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân U235 với hiệu suất 30%. Trung bình mỗi hạt U235 phân hạch toả ra năng lượng 200 MeV. Trong 365 ngày hoạt động nhà máy tiêu thụ một khối lượng U235 nguyên chất là 2461 kg. Cho biết số Avôgađrô NA = 6,023.1023. Tính công suất phát điện.
A. 1919 MW. B. 1920 MW. C. 1921 MW. D. 1922 MW.
Hướng dẫn

Chọn B.
Ví dụ 6: Một tàu ngâm có công suât 160 KW, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân U235 với hiệu suất 20%. Trung bình mỗi hạt U235 phân hạch toả ra năng lượng 200 MeV. Hỏi sau bao lâu tiêu thụ hết 0,5 kg U235 nguyên chất? Coi NA = 6,023.1023.
A. 592 ngày. B. 593 ngày. C. 594 ngày. D. 595 ngày.
Hướng dẫn
Từ
(ngày) Chọn B.
Ví dụ 7: Một nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện P, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân U235 với hiệu suất H. Trung bình mỗi hạt U235 phân hạch toả ra năng lượng ΔE. Hỏi sau thời gian t hoạt động nhà máy tiêu thụ số nguyên tử U235 nguyên chất là bao nhiêu.
A. (P.t)(H. ΔE). B. (H. ΔE)/(P.t). C. (P.H)/(ΔE.t). D. (P.t.H)/(ΔE)
Hướng dẫn
Năng lương có ích:
Năng lượng có ích 1 phân hạch :
Chọn A.
Ví dụ 8: Một nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện P (W), dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân U235 với hiệu suất H. Trung bình mỗi hạt U235 phân hạch toả ra năng lượng AE (J). Hỏi sau thời gian t (s) hoạt động nhà máy tiêu thụ bao nhiêu kg U235 nguyên chất. Gọi NA là số Avogdro.
A. (P.t.0,235)/(H.ΔE.NA). B. (H. ΔE.235)/(P.t.NA).
C. (P.H.235)/(ΔE.t.NA). D. (P.t.235)/(H. ΔE.NA).
Hướng dẫn
Năng lương có ích:
Năng lượng có ích 1 phân hạch :
Suy ra
Số kg U cần phân hạch: Chọn A.
Ví dụ 9: (ĐH − 2013) Một lò phản ứng phân hạch có công suất 200 MW. Cho rằng toàn bộ năng lượng mà lò phản ứng này sinh ra đều do sự phân hạch của 235u và đồng vị này chì bị tiêu hao bởi quá trình phân hạch. Coi mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200 MeV; số Avôgađro NA = 6,023.1023mol−1. Khối lượng 235U mà lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là:
A. 461,6 g. B. 461,6 lcg. C. 230,8 kg. D. 230,8 g.
Hướng dẫn
Năng lượng do phân hạch sinh ra trong 3 năm:
Atp = Aich = Pich.t = 200.106.3.365.86400 = 1,89216.1016 (J).
Vì mỗi phân hạch tỏa ΔE = 200 MeV = 3,2.10−11u (J) nên số hạt U235 cần phân hạch là: N Chọn C.
Ví dụ 10: (THPTQG − 2017) Giả sử, một nhà máy điện hạt nhân dùng nhiên liệu urani U235. Biết công suất phát điện là 500 MW và hiệu suất chuyển hóa năng lượng hạt nhân thành điện năng là 20%. Cho rằng khi một hạt nhân urani U235 phân hạch thì tỏa ra năng lượng là 3,2.10−11 J. Lấy NA = 6,023.1023 và khối lượng mol của U235 là 235 g/mol. Nếu nhà máy hoạt động liên tục thì lượng urani U235 mà nhà máy cần dùng trong
A. 962 kg. B. 1121 kg. C. 1352,5kg. D. 1421 kg.
Hướng dẫn
* Năng lượng do phân hạch sinh ra trong 1 năm:
Atp = Aich. 100/20 = 5Pich.t= 5.500.106.365.86400 = 7,884.1016 (J).
* Mỗi phân hạch tỏa nên số hạt phân hạch: = 2,46375.1027
* Khối lương U235: Chọn A.
Ví dụ 11: Một nhà máy điện nguyên tử có công suất phát điện 182.107 (W), dùng nãng lượng phân hạch của hạt nhân U235 với hiệu suất 30%. Trung bình mỗi hạt U235 phân hạch toả ra năng lượng 200 (MeV). Hỏi trong 365 ngày hoạt động nhà máy tiêu thụ một khối lượng U235 nguyên chất là bao nhiêu, số Avogadro là 6,022.1023
A. 2333 kg. B. 2461 kg. C. 2362kg. D. 2263 kg.
Hướng dẫn
Năng lượng có ích: Ai = Pt.
Năng lượng có ích:
Số hạt cần phân hạch:
Khối lượng U235 cần phân hạch:
Chọn A.
Ví dụ 12: Một nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện 1920 (MW) dùng nănglượng phân hạch của hạt nhân U235 với hiệu suất 30%. Trung bình mỗi hạt U235 phân hạch toả ra năng lượng 3,2.10'u (J). Nhiên liệu dùng là hợp kim chứa U235 đã làm giàu 36%. Hỏi trong 365 ngày hoạt động nhà máy tiêu thụ một khối lượng nhiên liệu là bao nhiêu. Coi NA = 6,022.1023.
A. 6,9 (tấn). B. 6,6 (tấn). C. 6,8 (tấn). D. 6,7 (tấn).
Hướng dẫn

Khối lượng U235 cần phân hạch: 2461 (kg)
Khối lưong nhiên liêu cần phân hach: Chọn C.
3. Năng lượng nhiệt hạch
a. Năng lượng phản ứng nhiệt hạch
Năng lượng toàn phần do 1 phản ứng:
Năng lượng toàn phần do N phản ứng:
Nếu cứ 1 phản ứng có k hạt X thì số phản ứng:
Nước trong tự nhiên chứa 0,015% nước nặng D2O, số hạt D có trong m = VD khối lượng nước tự nhiên:

Ví dụ 1: Tính năng lượng được giải phóng khi tổng hợp hai hạt nhân đơtêri thành một hạt α trong phản ứng nhiệt hạch? Cho biết khối lượng của các hạt: mD = 2,01402u ; mα = 4,0015u; 1uc2 = 931 (MeV).
A. 26,4 (MeV). B. 27,4 (MeV). C. 24,7 (MeV). D. 27,8 (MeV).
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 2: (CĐ−2010) Cho phản ứng hạt nhân MeV. Lấy số Avôgađrô NA = 6,02.1023 mol−1, lMeV = l,6.10−13 J. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 g khí heli xấp xỉ bằng
A. 4,24.108J. B. 4,24.105J. C. 5,03.10nJ. D. 4,24.1011 J.
Hướng dẫn
Số phản ứng bằng ố hat He:
Chọn D
Ví dụ 3: (THPTQG − 2017) Cho phản ứng hạt nhân: . Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 mol heli theo phản ứng này là 5,2.1024 MeV. Lấy NA = 6,02.1023 mol−1. Năng lượng tỏa ra của một phản ứng hạt nhân trên là
A. 69,2 MeV. B. 34,6 MeV. C. 17,3 MeV. D. 51,9 MeV.
Hướng dẫn
* Từ ta thấy cứ có 1 phản ứng thì tạo thành 2 hạt nhân He nên số phản ứng = 0,5 lần số hạt nhân He = 0,5NA.
* Gọi ΔE là năng lượng tỏa ra sau 1 phản ứng thì khi tổng hợp được 1 mol He năng lượng tỏa ra:

Chọn C.
Ví dụ 4: Cho phản ứng hạt nhân: (J). Nước trong tự nhiên chứa 0,015% nước nặng D2O. Cho biết khối lượng mol của D2O bằng 20 g/mol số Avôgađrô NA = 6,02.1023. Nếu dùng toàn bộ D có trong 1 (kg) nước để làm nhiên liệu cho phản ứng trên thì năng lượng thu được là:
A. 2,6.109 (J). B. 2,7.109(J). C. 2,5.109 (J). D. 5,2.109 (J).
Hướng dẫn
Số phản ứng bằng một nửa số hạt D:

Chọn A
b. Bức xạ năng lượng của Mặt Trời, các sao
Nếu trong thời gian t, khối lượng Mặt Trời giảm do bức xạ là m thì năng lượng bức xạ toàn phần và công suất bức xạ toàn phần lần lượt là:
Phần trăm khối lương bi giảm sau thời gian t là: , với M là khối lượng của Mặt Trời.
Ví dụ 1: (ĐH − 2007) Do sự phát bức xạ nên mỗi ngày (86400 s) khối lượng Mặt Trời giảm một lượng 3,744.1014 kg. Biết tốc độ ánh sáng trong chân không là 3.108 m/s. Công suất bức xạ (phát xạ) trung bình của Mặt Trời bằng
A. 3,9.1020 MW. B. 4,9.1040 MW. C. 5,9.1010 MW. D. 3,9.1015 MW.
Hướng dẫn
Chọn A.
Ví dụ 2: Mặt Trời có khối lượng 2.1030 (kg) và công suât bức xạ 3,8.1026 (W). Nếu công suất bức xạ không đối thì sau một tỉ năm nữa, phần khối lượng giảm đi là bao nhiêu phần trăm của khối lượng hiện nay. Xem 1 năm có 365,2422 ngày và tốc độ ánh sáng trong chân không 3.108 (m/s).
A. 0,005%. B. 0,006%. C. 0,007%. D. 0,008%.
Hướng dẫn
Chọn C.
Ví dụ 6: Mặt Trời có khối lượng 2.1030 (kg) và công suất bức xạ toàn phần là 3,9.1026 (W). Nếu công suất bức xạ không đổi thì sau bao lâu khối lượng giảm đi 0,01%? Xem 1 năm có 365,2422 ngày.
A. 0,85 tỉ năm. B. 1,46 tỉ năm. C. 1,54 tỉ năm. D. 2,12 tỉ năm.
Hướng dẫn
(năm)
Ví dụ 7: Mặt trời có công suất bức xạ toàn phần 3,8.1026 (W). Giả thiết sau mỗi giây trên Mặt Trời có 200 (triệu tấn) Hêli được tạo ra do kết quả của chu trình cacbon — nitơ . Chu trình này đóng góp bao nhiêu phần trăm vào công suất bức xạ của Mặt Trời. Biết mỗi chu trình toả ra năng lượng 26,8 MeV.
A, 32%. B. 33%. C. 34%. D. 35%.
Hướng dẫn
Trong một giây, số hạt nhân Heli tạo thành là:
Trong một giây chu trình đó bức xạ ra một năng lượng là:
Công suất bức xạ của chu trình này là: .
Chu trình này đóng góp số phần trăm vào công suất bức xạ của Mặt Trời là:
Chọn C.
Ví dụ 8: Giả sử ở một ngôi sao, sau khi chuyển hóa toàn bộ hạt nhân hidrô thành hạt nhân thì ngôi sao lúc này chỉ có với khối lượng 4,6.1032 kg. Tiếp theo đó, chuyển hóa thành hạt nhân thông qua quá trình tổng hợp MeV. Coi toàn bộ năng lượng tỏa ra từ quá trình tổng hợp này đều được phát ra với công suất trung bình là P. Cho biết: 1 năm bằng 365,25 ngày, khối lượng mol của là 4g/mol, số A−vô−ga−đrô NA = 6,02.1023 mol−1, leV = 1,6.10−19 J. Thời gian để chuyển hóa hết ở ngôi sao này thành vào khoảng 160 triệu năm. Tính P.
A. 5,3.1030 W. B. 4,6.1030 W. C. 4,5.1035 W. D. 4,8.1032 W.
Hướng dẫn
* Số hat nhân He:
* Cứ 1 phản ứng cần 3 hạt nhân He nên số phản ứng N/3.
* Năng lượng tỏa ra:
* Thời gian:
Chọn A.
Ví dụ 9: (THPTQG − 2016): Giả sử ở một ngôi sao, sau khi chuyển hóa toàn bộ hạt nhân hidrô thành hạt nhân thì ngôi sao lúc này chi có với khối lượng 4,6.1032 kg. Tiếp theo đó, chuyển hóa thành hạt nhân thông qua quá trình tổng hợp +7,27 MeV. Coi toàn bộ năng lượng tỏa ra từ quá trình tổng hợp này đều được phát ra với công suất trung bình là 5,3.1030W. . Cho biết: 1 năm bằng 365,25 ngày, khối lượng mol của là 4g/mol, số A−vô−ga−đrô NA= 6,02.1023 mol−1, leV = 1,6.10−19 J. Thời gian để chuyển hóa hết ở ngôi sao này thành vào khoảng
A. 481,5 triệu năm B. 481,5 nghìn năm.
C. 160,5 nghìn năm D. 160,5 triệu năm.
Hướng dẫn
* Số hat nhân He:
*Cứ 1 phản ứng cần 3 hạt nhân He nên số phản ứng N/3.
* Năng lượng tỏa ra:
* Thời gian:
Chọn D.
Khái quát:
* Bước 1: Tìm số hat:
* Bước 2: Tìm số phản ứng:
* Bước 3: Tìm năng lượng:
* Bước 4: Tìm thời gian:
Điểm nhấn:
1) Trong phóng xạ alpha nếu viết phương trình phóng xạ: thì
2) Nếu hiệu suất của quá trình sử dụng năng lượng phân hạch U235 là H thì năng lượng có ích và công suất có ích lần lượt là:
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Bài 1: Hạt nhân mẹ X đứng yên phóng xạ hạt α và sinh ra hạt nhân con Y. Gọi mα và my là khối lượng của các hạt α và hạt nhân con Y; ΔE là năng lượng do phản ứng toả ra. Động năng của hạt α là
A. B. C. . D. .
Bài 2: Hạt nhân mẹ Ra226 đứng yên biến đổi thành một hạt anpha và hạt nhân con Rn222. Tính động năng của hạt anpha. Cho mRa = 225,977u; mRn = 221,970u ; mx = 4,0015u; lu = 931 MeV/c2.
A. 0,09 MeV. B. 5,03 MeV. C. 503 MeV. D. 303,03.1029MeV.
Bài 3: Hạt nhân phóng xạ 86Rn222 đứng yên phát ra hạt α tạo thành hạt X. Năng lượng toả ra của phản ứng này là 14,15 MeV. Xem khối lượng hạt nhân gần đúng bằng số khối tính theo đơn vị u. Động năng hạt α là:
A. 13,895 MeV. B. 13,91 MeV. C. 12,91 MeV. D. 12,79 MeV.
Bài 4: Hạt nhân 84Po210 đứng yên phóng xạ α và sinh ra hạt nhân con X. Biết rằng mỗi phản ứng giải phóng một năng lượng 2,6 MeV và coi tỉ số khối lượng bằng ti số số khối. Động năng của hạt α là
A. 2,75 MeV. B. 2,15 MeV. C. 3,5 eV. D. 2,55 MeV.
Bài 5: Hạt nhân U234 đứng yên phóng xạ ra hạt α theo phương trình sau: . Cho biết tỉ lệ khối lượng của hạt nhân Th và hạt α là 57,47. Biết năng lượng toả ra trong phản ứng chuyển hết thành động năng của các hạt tạo thành. Hỏi bao nhiêu % năng lượng toả ra được chuyển thành động năng của hạt α.
A. 98,22%. B. 98,29%. C. 98,24%. D. 98,25%.
Bài 6: Hạt nhân U234 đứng yên phóng xạ ra hạt α theo phương trình sau: U234 → α + Th230. Biết năng lượng toả ra trong phản ứng chuyển hết thành động năng của các hạt tạo thành. Biết động năng của hạt α chiếm 98,29%. Tính tỉ lệ khối lượng của hạt nhân Th và hạt α.
A. 57,46. B. 57,47. C. 57,48. D. 57,49.
Bài 7: Một hạt nhân mẹ có số khối A, đứng yên phân rã phóng xạ α (bỏ qua bức xạ γ). Vận tốc hạt nhân con B có độ lớn là v. Coi khối lượng xấp xỉ số khối. Độ lớn vận tốc của hạt α sẽ là
A. (A/4 - l)v. B. (A/4 + l)v. C. 4v/(A-4). D. 4v/(A + 4).
Bài 8: Hạt nhân Rn222 đứng yên phóng xạ ra hạt α theo phương trình: Rn222 → α + X. Biết năng lượng toả ra trong phản ứng là 2.10-12 J và chuyển hết thành động năng của các hạt tạo thành. Cho khối lượng các hạt: mTh = 54,5.mα; mα = 4,0015u, 1u = 1,6605.10-27 kg. Tốc độ của hạt anpha là:
A. 0,256.108 m/s. B. 0,243.108 m/s. C. 0,084 m/s. D. 0,257.108 m/s.
Bài 9: Hạt nhân U234 đứng yên phóng xạ ra hạt α theo phương trình: U234 → α + Th230. Biết năng lượng toả ra trong phản ứng chuyển hết thành động năng của các hạt tạo thành. Cho khối lượng các hạt: mα = 4,0015u, mTh = 229,9737u, lu = 1,6605.10-27 kg. Tốc độ của hạt anpha là 0,256.108 m/s. Tính năng lượng phản ứng toả ra.
A. 2,2.10-12J. B. 2,1.10-12J. C. 2,0.10-12J. D. 2,3.10-12 J.
Bài 10: Hạt nhân Ra226 đứng yên phóng ra một hạt α và biến đổi thành hạt nhân X. Tốc độ của hạt cc phóng ra bằng 1,51.107 m/s. Coi tỉ lệ khối lượng xấp xỉ bằng tỉ số của số khối. Biết số Avôgađrô 6.02.1023/mol. Khối lượng mol của Ra226 là 226 g/mol và khối lượng của hạt α là 4,0015u, lu = 1,66.10-27 kg. Khi phân rã hết 0,15 μg Ra226 nguyên chất năng lượng toả ra là
A. 100 J. B. 120 J. C. 205 J. D. 308 J.
Bài 11: Hạt nhân A (có khối lượng nu) đứng yên phóng xạ thành hai hạt B (có khối lượng mB) và C (có khối lượng mc) theo phương trình: A → B + C. Bỏ qua hiệu ứng tương đối tính. Nếu động năng của hạt B là WB thì phản ứng toả ra năng lượng
A. WB.mc/(mB + mc). B. WB.mB/(mB + mc).
C. WB.(ms + mc)/mB. D. WB.(mB + mc)/mc.
Bài 12: Hạt nhân phóng xạ U234 đứng yên phát ra hạt α với động năng 13 MeV và biến đổi thành hạt nhân Th230. Coi khối lượng xấp xỉ bằng số khối. Năng lượng của phản ứng phân rã này là:
A. 13,226 MeV. B. 13,224 MeV. C. 0MeV. D. 13,227 MeV.
Bài 13: Hạt nhân Ra226 đứng yên phóng ra một hạt α và biến đổi thành hạt nhân X. Động năng của hạt α phóng ra bằng 4,8 MeV. Coi tỉ lệ khối lượng xấp xỉ bằng tỉ số của số khối. Biết số Avôgađrô 6,02.1023/mol, khối lượng mol của Ra226 là 226 g/mol. Khi phân rã hết 1 g Ra226 nguyên chất năng lượng toả ra là
A. l,3.1022MeV. B. 4,8.1022 MeV. C. 1,4,1023 MeV. D. 0 MeV.
Bài 14: Pôlôni 84Po210 là chất phóng xạ α thành hạt nhân chì Pb206 với chu kì bán rã là 138 (ngày). Độ phóng xạ ban đầu của của một lượng chất phóng xạ 1,67.10u (Bq). Cho khối lượng: mα = 4,0015u; mPo = 209,9828u; mPb = 205,9744u; NA = 6,02.1023; luc2 = 931 (MeV). Tìm năng lượng toả ra khi lượng chất trên phân rã hết.
A. 1,844.1019 (MeV). B. 6,42 (MeV).
C. 1,845 1019 (MeV) D. 1,66.1019 (MeV).
Bài 15: Tìm năng lượng tỏa ra khi 1 mol U234 phóng xạ tia α và tạo thành đồng vị Thôri Th230. Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt α là 7,1 MeV/nuclôn, của U234 là 7,63 MeV/nuclôn, của Th230 là 7,7 MeV/nuclôn. Biết số Avôgađrô 6,02.1023/mol.
A. 13,98 MeV. B. 8,42.1024 MeV. C. 11,51.1024 MeV. D. 17,24 MeV.
Bài 16: Hạt nhân U234 đứng yên phóng xạ ra hạt α: U234 → α + Th230. Biết năng lượng toả ra ứong phản ứng là 13,7788 MeV và chuyển hết thành động năng của các hạt tạo thành. Trong thực tế người ta đo được động năng của hạt α là 13 MeV. Sự sai lệch giữa kết quả tính toán và kết quả đo được giải thích là do có phát ra bức xạ γ. Cho biết tỉ lệ khối lượng của hạt nhân Th và hạt α là 57,47. Tính bước sóng của bức xạ γ.
A. 2,4 (μm). B. 2,1 (αm). C. 2,2 (αm). D. 2,3 (αm).
Bài 17: Hạt a có khối lượng m, điện tích q chuyển động vào trong một trường đều có cảm ứng từ B vuông góc với vận tốc v. Bán kính quỹ đạo là
A. B. C. D.
Bài 18: Hạt α có khối lượng m, điện tích q chuyển động vào trong một trường đều có cảm ứng từ B vuông góc với vận tốc thì quỹ đạo là đường tròn. Thời gian để hạt đi hết một vòng trên quỹ đạo là
A. B. C. D.
Bài 19: Phản ứng phân hạch của Urani 235 là:. Cho biết khối lượng của các hạt nhân là: mU = 234,99332u; mI = 138,897u; my = 93,89014u; mn = l,008665u và 1uc2 = 931,5 MeV. Năng lượng một phân hạch toả ra là
A. 175,9 (MeV). B. 227,4 (MeV). C. 178,3 (MeV). D. 207,8 (MeV).
Bài 20: Một lò phản ứng phân hạch có công suất 100 MW. Cho rằng toàn bộ năng lượng mà lò phản ứng này sinh ra đều do sự phân hạch của 235U và đồng vị này chỉ bị tiêu hao bởi quá trình phân hạch. Coi mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200 MeV; số Avôgađro NA = 6,02.1023moh-1. Khối lượng 235u mà lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là:
A. 115,4 g. B. 115,4kg. C. 230,8 kg. D. 230,8 g.
Bài 21: Trong phan ứng phản hạch hạt nhân U235, năng lượng trung bình tỏa ra khi phân chia một hạt nhân là 3,2.10-11(J). Tính năng lượng tỏa ra trong quá trình phân hạch 1 (kg) hạt nhân U235 trong lò phản ứng. Cho biết số Avôgadro NA = 6,023.10-23.
A. 8,2.1014 (J) B. 8,2.1013 (J) C. 8,8.1013 (J) D. 8,8.1014 (J)
Bài 22: Phản ứng phân hạch của Urani 235 là: . Cho biết khối lượng của các hạt nhân là: mU = 234,99u; mMo = 94,88u; mLa = 138,87u; mn= l,01u, me ~ 0 và 1uc2= 931 MeV. Biết số avôgađô là NA= 6,023.1023 mol-1 và leV = 1,6.10-19 J. Năng lượng toả ra khi 1 gam U235 phân hạch hết là
A. 8,78.100J B. 6,678.100J C. 214.100J D. 32,1.1010J
Bài 23: Trong phản ứng phân hạch hạt nhân U235, năng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 200 (MeV). Nếu 40% năng lượng này biến thành điện năng thì điện năng bằng bao nhiêu (KWh) khi phân hạch hết 250 (kg) U235. Cho biết số Avôgađrô NA = 6,023.100.
A. 4,55.100 (kWh). B. 4,54.100 (kWh) C. 4,56.100 (kWh). D. 2,28.100 (kWh).
Bài 24: Một nhà máy điện hạt nhân dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân U235 với hiệu suất 35%. Trung bình mỗi hạt U235 phân hạch toả ra năng lượng 3,04.10-11 (J). Trong 365 ngày hoạt động nhà máy tiêu thụ khôi lượng U235 nguyên chất là 2000 kg. Cho biết số Avôgađrô NA = 6,023.1023. Tính công suất phát điện.
A. 1,92 GW. B. 1,73 GW. C. K93 GW. D. 2,77 GW.
Bài 25: Mỗi phân hạch của hạt nhân U235 toả ra một năng lượng hữu ích 185 Mev Một lò phản ứng công suất 100 MW dùng nhiên liệu U235 phải cần bao nhiêu thời gian để tiêu thụ hết 1 kg urani?
A. 8,78 (ngày). B. 8,77 (ngày). C. 8,76 (ngày). D. 8,79 (ngày).
Bài 26: Một tàu ngâm có công suât 500 (kW), dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân U235 với hiệu suất 20%. Trung bình mỗi hạt U235 phân hạch toả ra năng lượng 200 MeV. Trong 1 ngày hoạt động cần tiêu thụ số nguyên tử U235 nguyên chất là
A. 675.1018. B. 675.1019 C. 675.1020. D. 665.1019.
Bài 27: Một nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện 192.107 (W), dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân U235 với hiệu suất 30%. Trung bình mỗi hạt U235 phân hạch toả ra năng lượng 200 (MeV). Hỏi trong 365 ngày hoạt động nhà máy tiêu thụ một khôi lượng U235 nguyên chất là bao nhiêu. Số NA = 6,022.1023
A. 2360 kg. B. 2461 kg. C. 2482 kg. D. 3463 kg.
Bài 28: Mòi phân hạch của hạt nhản U235 bằng nơtron toả ra một năng lượng hữu ích 185 (MeV). Một lò phản ứng công suât 100 (MW) dùng nhiên liệu U235 trong thời gian 8,8 ngày phải cần bao nhiêu kg Urani? Cho biết số Avôaađrô NA = 6,022.1023, 1 MeV= 1,6.10-13 (J).
A. 3 kg. B. 2 kg. C. 1 kg. D. 0,5 kg.
Bài 29: Một tàu phá bằng nguyên tứ có công suất lò phản ứng P = 18 MW. Nhiên liệu là urani đã làm giàu chứa 25% U235. Tìm khối lượng nhiên liệu cần để tàu hoạt động liên tục trong 60 ngày. Cho biết một hạt nhân U235 phân hạch toả ra 3,2.10-11 J. Coi hiệu suất sử dụng 100%.
A. 5,16 lcg. B. 4,95 kg. C. 3,84 kg. D. 4,55 kg.
Bài 30: Cho phản ứng hạt nhân: . Biết khối lượng của lần lượt là mD = 2,0135u; mHe = 3,0149u; mn = l,0087u. Năng lượng tỏa ra của phản ứng trên bằng
A. 1,8821 MeV. B. 2,7391 MeV. C. 7,4991 MẹV. D. 3,1671 MeV.
Bài 31: Cho phản ứng hạt nhân: D + T → n + X. Cho biết khối lượng của các hạt: mD = 2,0136u; mT = 3,016u; mn = l,0087u; mx = 4,0015u; 1uc2 = 931 (MeV). Nước trong tự nhiên chứa 0,015% nước nặng D2O. Cho biết khối lượng riêng của nước là 1 (kg/lít), khối lượng mol của D2O bằng 20 g/mol số Avôgađrô NA = 6,02.1023. Nếu dùng toàn bộ D có trong 1m3 nước để làm nhiên liệu cho phản ứng trên thì năng lượng thu được là:
A. 2,6. 1013 (J). B. 2,61.1013 (J). C. 2,627.1013 (J). D. 2763.1013 (J).
Bài 32: Xét phản ứng nhiệt hạch: D + T → He + n. Biết khối lượng của các hạt: mD = 2,0136 u; mT = 3,0160u; mHe = 4,0015u; mn = l,0087u;1u = 931,5 Mev/c2 1 MeV = 1,6.10-13 J và số Avogadro là 6,02.10-23. Nếu có lkmol He được tạo thành theo phản ứng trên thì năng toả ra là:
A. 174.1012 KJ. B. 1,74.1012 KJ C. 17,4,1012 KJ. D . 1,74.1012 J.
Bài 33: Do sự phát bức xạ nên mỗi ngày (86400 s) khối lượng sao Thiên Lang giảm một lượng 9,36.1015 kg. Biêt tốc độ ánh sáng trong chân không là 3.1 108 m/s. Công suất bức xạ trung bình của sao Thiên Lang bằng
A. 97,5.1026 W. B. 9,75.1020 MW. C. 5,9.1010 MW. D. 5,9.1025W.
Bài 34: Mặt trời có công suất bức xạ 3,8.1026 (W). Sau mỗi giây khối lượng của Mặt Trời giảm đi bao nhiêu?
A. 4,1 (triệu tấn). B. 4,2 (triệu tấn). C. 4,3 (triệu tấn). D. 4,4 (triệu tấn).
Bài 35: Mặt Trời có công suất bức xạ 3,9.1026 (W). Sau mỗi giờ khối lượng của Mặt Trời giảm đi bao nhiêu?
A. 4,68.1021 kg. B. 0,78.1013 kg. C. 1,56.1013 kg. D. 3,12.1013 kg.
Bài 36: Mặt trời có khối lượng 2.1030 (kg) và công suất bức xạ 3,8.1026 (W). Nếu công suất bức xạ không đổi thì sau bao lâu khối lượng giảm đi 0,014%? .Xem 1 năm có 365,2422 ngày.
A. 0,5 tỉ năm. B. 2 tỉ năm. C. 1,5 tỉ năm. D. 1,2 tỉ năm.
Bài 37: Mặt trời có công suất bức xạ toàn phần 3,8.1026 (W). Chu trình cacbon - nitơ đóng góp 34% vào công suất bức xạ của Mặt Trời. Biết mỗi chu trình toả ra năng lượng 26,8 MeV. Khối lượng mol của He bằng 4u/mol số Avôgađrô NA= 6,023.102 Sau mỗi phút trên Mặt Trời khối lượng Heli được tạo ra do chu trình cácbon-nitơ là
A. 11 (tỉ tấn). B. 12 (tỉ tấn). C. 9 (tỉ tấn). D. 10 (tỉ tấn).

1.D
2.B
3.A
4.D
5.B
6.C
7.A
8.B
9.A
10.D
11.D
12.A
13.A
14.C
15.B
16.D
17.A
18.B
19.A
20.B
21.B
22.A
23.D
24.B
25.A
26.B
27.B
28.C
29.D
30.D
31.B
32.B
33.A
34.B
35.C
36.B
37.B
38.
39.
40.

Bạn muốn tìm kiếm gì khác không?

Tìm kiếm Blog này

Compabua - Góc Học tập

Hạt Nhân Nguyên Tử Full #24 - Tài liệu vật lý file word Free - Blog Góc vật Lí

Về Loạt Tài liệu vật lí này:

>>>> Dành cho bạn nào đã luyện xong mức cơ bản: hãy Chinh phục điểm 8+ trong các kỳ thi Tốt nghiệp THPT hoặc đánh giá Năng lực của các trường đại học bằng các bài thi trắc nghiệm Online miễn phí biết kết quả ngay sau khi làm bài.

Nhận xét

Đăng nhận xét

Bài đăng phổ biến từ blog này

Công thức Giao thoa sóng nước Hai nguồn dao động vuông pha - Giao thoa sóng cơ học - Tóm tắt lý thuyết Vật lí 12 phần Sóng Cơ Học

Xác định khoảng cách khi Truyền âm đẳng hướng trong không khí với nguồn âm có công suất không đổi

550 câu trắc nghiệm ĐỒ THỊ Hay và Hướng Giải (Dạng 1): 48 câu về Đường Điều Hòa | Blog Góc Vật lí