Chương IX Vật lí 12 - Hạt nhân nguyên tử. THPT Lê Hồng Phong - Phú Yên

Chương IX HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ ( 4tiết)

BÀI: CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ. ĐỘ HỤT KHỐI (1 tiết)

I. Mục đích, yêu cầu

- Nêu cấu tạo hạt nhân nguyên tử, biết kí hiệu hạt nhân và đơn vị khối lượng nguyên tử.

- Nêu được lực hạt nhân là gì và đặc điểm của lực hạt nhân.

- Nêu được độ hụt khối của hạt nhân là gì, viết được công thức tính độ hụt khối.

- Nêu được năng lượng liên kết hạt nhân là gì, viết được công thức tính năng lượng liên kết hạt nhân.

- Viết được hệ thức Anh-xtanh giữa khối lượng và năng lượng. Nắm được CT khối lượng tương đối tính.

II. Nội Dung

1. Cấu tạo hạt nhân. Nuclôn.

a. Cấu tạo hạt nhân.

+ Gồm các hạt: nuclôn, có 2 loại: prôton (p) & nơtron (n).

+ Số prôton (p) trong hạt nhân bằng Z (bằng số TT trong bảng HTTH) Z gọi là nguyên tử số.

+ Số nơtron (n) trong hạt nhân bằng N

+ Số nuclôn: Z + N = A; A gọi là số khối.

b. Kí hiệu hạt nhân: , hoặc

A: số khối; Z : nguyên tử số.

c. Kích thước hạt nhân:

Hạt nhân có kích thước rất nhỏ, coi hạt nhân là hình cầu thì đường kính của nó vào khoảng

10^-14m đến 10^-15m

2. Đồng vị: là những nguyên tử mà hạt nhân có cùng Z, nhưng có số N khác nhau (A)

, và ; , , và

Có hai loại đồng vị: đồng vị bền và đồng vị phóng xạ (không bền).

3. Đơn vị khối lượng nguyên tử:

a. kí hiệu u. u có trị số bằng 1/12 khối lượng nguyên tử C12. 1u = =

+ 1u  1,66.10⁼²⁷kg = 931,5 .

+ Khối lượng 1 nuclôn  u,

+ Khối lượng nguyên tử m  A.u

b. Từ hệ thức: E = mc² m = E/c²

- 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

+ Năng lượng toàn phần:

Trong đó: E₀ = m₀c² gọi là năng lượng nghỉ.

E – E₀ = (m - m₀)c² chính là động năng của vật

4. Năng lượng liên kết:

a. Lực hạt nhân: là lực hút giữa các nuclon.

Có bán kính tác dụng khoảng 10^-15m.

Chú ý: Lực hạt nhân cường độ rất lớn so với lực điện từ, lực hấp dẫn

b. Độ hụt khối. Năng lượng liên kết.

+ Khối lượng m của hạt nhân bao giờ cũng nhỏ hơn tổng khối lượng các nuclôn tạo thành.

m = [Zm_p + (A – Z)m_n] – m: độ hụt khối.

+ Có năng lượng E = mc² = E₀ – E toả ra khi hệ nuclôn tạo thành hạt nhân.

+ Muốn phá vỡ hạt nhân thành các nuclôn riêng rẽ phải cung cấp năng lượng bằng E để thắng lực hạt nhân. Nên E gọi là năng lượng liên kết hạt nhân.

+ Năng lượng liên kết tính cho một nuclon là gọi là năng lượng liên kết riêng

+ Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng lớn hơn sẽ bền vững hơn.

Chú ý: Đối với hạt nhân có số khối từ 50 đến 70, năng lượng liên kết riêng của chúng có giá trị lớn nhất

III. Bài tập

Câu 1: Theo thuyết tương đối của Anh-xtanh, khối lượng tương đối tính của một vật có khối lượng nghỉ m₀ chuyển động với tốc độ v là

A. m = B. m = C. m = D. m₀ =

Câu 2: 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.

Câu 3: 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).

Câu 4: Biết số Avôgađrô là 6,02.10²³/mol, khối lượng mol của urani U₉₂²³⁸ là 238 g/mol. Số nơtrôn (nơtron) trong 119 gam urani U 238 là

A. 8,8.10²⁵. B. 1,2.10²⁵. C. 4,4.10²⁵. D. 2,2.10²⁵.

Câu 5: Cho: m_C = 12,00000 u; m_p = 1,00728 u; m_n = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10^-27 kg; 1eV = 1,6.10^-19J; c = 3.10⁸ m/s. Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C ¹²₆ thành các nuclôn riêng biệt bằng

A. 72,7 MeV. B. 89,4 MeV. C. 44,7 MeV. D. 8,94 MeV.

Câu 6: Hạt nhân Cl₁₇³⁷ có khối lượng nghỉ bằng 36,956563u. Biết khối lượng của nơtrôn (nơtron) là1,008670u, khối lượng của prôtôn (prôton) là 1,007276u và u = 931 MeV/c². Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Cl₁₇³⁷ bằng

A. 9,2782 MeV. B. 7,3680 MeV. C. 8,2532 MeV. D. 8,5684 MeV.

Câu 7: Biết số Avôgađrô N_A = 6,02.10²³ hạt/mol và khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó. Số prôtôn (prôton) có trong 0,27 gam Al₁₃²⁷ là

A. 6,826.10²². B. 8,826.10²². C. 9,826.10²². D. 7,826.10²².

IV. Hướng dẫn tự học

Làm các bài tập từ 1 đến 6 trang 266 SGK

------------------------------

BÀI: PHÓNG XẠ (1 tiết)

I. Mục đích, yêu cầu

- Nêu được hiện tượng phóng xạ là gì?

- Nêu được thành phần và bản chất các tia phóng xạ.

- Phát biểu định luật phóng xạ và viết được hệ thức của định luật này.

II. Nội Dung

1. Hiện tượng phóng xạ:

+ Định nghĩa: Hiện tượng hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt hạt nhân khác gọi là hiện tượng phóng xạ

+ Là quá trình biến đổi hạt nhân, không phụ thuộc vào yếu tố bên ngoài.

2 . Các tia phóng xạ:

a. Các loại tia phóng xạ:

+ ; ^-; ⁺; .

+ Tia phóng xạ là tia không nhìn thấy được, nhưng có những tác dụng như: kích thích một số phản ứng hóa học, ion hóa không khí, làm đen kính ảnh, xuyên thấu lớp vật chất mỏng, phá hủy tế bào...

b. Bản chất các tia:

+ Tia : là hạt nhân , v  2.10⁷m/s, ion hoá mạnh. Khả năng đâm xuyên yếu

+ Tia : v  c, ion hoá yếu hơn . Khả năng đâm xuyên mạnh hơn .

Có 2 loại: ^- là êlectron , ⁺ pôziton .

+ Tia : là sóng điện từ có  < 10^-11m. Có năng lượng lớn, đâm xuyên mạnh.

Trong phân rã , , hạt nhân con có thể ở trạng thái kích thích và phóng xạ tia  để trở về trạng thái cơ bản

3. Định luật phóng xạ

Sau một khoảng thời gian xác định T thì một nửa số hạt nhân hiện có bị phân rã, biến đổi thành hạt nhân khác; T được gọi là chu kì bán rã của chất phóng xạ. N(t) = N_oe^-t

Đại lượng  = gọi là hằng số phóng xạ

Trong quá trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian theo định luật hàm số mũ với số mũ âm. m(t) = m_oe^-t

III. Bài tập

Câu 1: Ban đầu một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có khối lượng m₀ , chu kì bán rã của chất này là 3,8 ngày. Sau 15,2 ngày khối lượng của chất phóng xạ đó còn lại là 2,24 g. Khối lượng m₀ là

1. 5,60 g. B. 35,84 g. C. 17,92 g. D. 8,96 g.

Câu 2: Phóng xạ β^- là

A. phản ứng hạt nhân thu năng lượng.

B. phản ứng hạt nhân không thu và không toả năng lượng.

C. sự giải phóng êlectrôn (êlectron) từ lớp êlectrôn ngoài cùng của nguyên tử.

D. phản ứng hạt nhân toả năng lượng.

Câu 3: Giả sử sau 3 giờ phóng xạ (kể từ thời điểm ban đầu) số hạt nhân của một đồng vị phóng xạ còn lại bằng 25% số hạt nhân ban đầu. Chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ đó bằng

A. 2 giờ. B. 1,5 giờ. C. 0,5 giờ. D. 1 giờ.

Câu 4: 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.

Câu5: Ban đầu có 20 gam chất phóng xạ X có chu kì bán rã T. Khối lượng của chất X còn lại sau khoảng thời gian 3T, kể từ thời điểm ban đầu bằng

A. 3,2 gam. B. 2,5 gam. C. 4,5 gam. D. 1,5 gam.

Câu 6: Khi nói về sự phóng xạ, phát biểu nào dưới đây là đúng?

A. Sự phóng xạ phụ thuộc vào áp suất tác dụng lên bề mặt của khối chất phóng xạ.

B. Chu kì phóng xạ của một chất phụ thuộc vào khối lượng của chất đó.

C. Phóng xạ là phản ứng hạt nhân toả năng lượng.

D. Sự phóng xạ phụ thuộc vào nhiệt độ của chất phóng xạ.

Câu 7: 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%.

Câu 8: Phát biểu nào sao đây là sai khi nói về độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ)?

A. Độ phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ.

B. Đơn vị đo độ phóng xạ là becơren.

C. Với mỗi lượng chất phóng xạ xác định thì độ phóng xạ tỉ lệ với số nguyên tử của lượng chất đó.

D. Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ phụ thuộc nhiệt độ của lượng chất đó.

Câu 9: Hạt nhân X phóng xạ và biến thành một hạt nhân Y 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. B. C. D.

Câu 10: 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%.

IV. Hướng dẫn tự học

1. Các loại tia phóng xạ

- Có hai loại tia 

+ Tia ^-. Đó chính là các êlectron (kí hiệu )

+ Tia ⁺. Đó chính là các pôzitrôn, hay êlectron dương (kí hiệu )

- Tia  là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, cũng là hạt phôtôn có năng lượng cao. Vì vậy tia  có khả năng xuyên thấu lớn hơn nhiều so với tia  và 

- Số hạt nhân còn lại sau khoảng thời gian T, 2T, 3T,…kT (k số nguyên dương) là: N₀/2; N₀/4; N₀/8; N₀/2^k

+ N(t) = N₀2^t/T

+ m = m_oe^{ t}

2. Đồng vị phóng xạ và các ứng dụng

a. Đồng vị phóng xạ

Các đồng vị phóng xạ của một nguyên tố hóa học có cùng tính chất hóa học như đồng vị bền của nguyên tố đó.

b. Các ứng dụng của đồng vị phóng xạ

- Đồng vị phát ra tia gamma có khả năng đâm xuyên lớn được dùng để tìm khuyết tật trong chi tiết máy.

- Đồng vị phát ra tia được dùng để làm nguyên tử đánh dấu trong khoa học.

3. Làm các bài tập 1,2,3,4,5/273 SGK

-----------------------------

BÀI: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN (1 tiết)

I. Mục đích, yêu cầu

- Nêu được phản ứng hạt nhân là gì?

- Phát biểu được định luật bảo toàn số khối, bảo toàn điện tích và bảo toàn năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân.

- Viết được phương trình phản ứng hạt nhân và tính được năng lượng toả ra hay thu vào trong phản ứng hạt nhân.

II. Nội Dung

1. Phản ứng hạt nhân

a. Khái niệm: Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân

Có hai loại phản ứng hạt nhân:

- Sự tự phân rã của hạt nhân không bền dẫn đến hạt nhân khác

- Các hạt nhân tương tác với nhau dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt nhân khác

Tổng quát ta có thể viết: A + B C + D (1)

A, B: Hạt nhân tương tác ; C, D: Hạt nhân sản phẩm

Trong trường hợp phóng xạ: A B + C (2)

A: hạt nhân mẹ, B: hạt nhân con ; C: có thể là hạt hoặc

b. Phản ứng hạt nhân tạo nên đồng vị phản xạ nhân tạo : + +

Ngày nay người ta có thể tạo ra đồng vị nhiều phóng xạ nhân tạo.

2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân

a. Định luật l bảo toàn số nuclon (số khối A): Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nuclon của hạt tương tác bằng tổng số nuclon của hạt sản phẩm. A₁+ A₂ = A₃ + A₄

b. Định luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số các điện tích của các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích của các hạt sản phẩm. Z₁ + Z₂ = Z₃ + Z₄

c. Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần (bao gồm động năng và năng lượng nghỉ)

Tổng năng lượng toàn phần của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn phần của các hạt sản phẩm.

d. Định luật bảo toàn động lượng

3. Quy tắc dịch chuyển trong sự phóng xạ

a. Phân rã :

Trong phân rã , so với hạt nhân mẹ thì hạt nhân con “lùi” hai ô trong Bảng tuần hoàn

b. Phân ra ^-

Trong phân rã ^-, so với hạt nhân mẹ thì hạt nhân con tiến một ô trong Bảng tuần hoàn.

c. Phân rã ⁺

Vậy quy tắc dịch chuyển của phân rã ⁺ là : Trong phân rã ⁺, so với hạt nhân mẹ thì hạt nhân con lùi một ô trong Bảng tuần hoàn.

d. Phân rã 

Trong các phân rã  và . Nếu hạt nhân con sinh ra ở trong trạng thái kích thích, thì nó chuyển từ mức kích thích E₂ xuống mức thấp hơn E₁, đồng thời phóng ra một phôtôn có tần số f xác định bởi hệ thức

E₂ – E₁ = hf. Hiệu E₂ – E₁ có trị số lớn, nên phôtôn  phát ra có tần số rất lớn và bước sóng rất nhỏ

( < 10^-11m)

5. Năng lượng trong phản ứng hạt nhân

Xét phản ứng hạt nhân A + B C + D Đặt m₀ = m_A + m_{B ;} m = m_C + m_D

a. Nếu m < m₀ Phản ứng tỏa một lượng năng lượng: W = (m₀ – m)c² (3)

Năng lượng này tồn tại dưới dạng động năng của các hạt C, D hoặc năng lượng của photon gọi là năng lượng hạt nhân

b. Nếu m>m₀

Để phản ứng này xảy ra ta phải cung cấp cho các hạt A, B một động năng ban đầu.

Vậy năng lượng thỏa điều kiện : W = (m₀ – m)c² + W_đ (4)

III. Bài tập

Câu 1: Các phản ứng hạt nhân tuân theo định luật bảo toàn

A. số nuclôn. B. số nơtrôn (nơtron). C. khối lượng. D. số prôtôn.

Câu 2: Xét một phản ứng hạt nhân: H₁² + H₁² → He₂³ + n₀¹ . Biết khối lượng của các hạt nhân H₁² m_H = 2,0135u ; m_He = 3,0149u ; m_n = 1,0087u ; 1 u = 931 MeV/c². Năng lượng phản ứng trên toả ra là

1. 7,4990 MeV. B. 2,7390 MeV. C. 1,8820 MeV. D. 3,1654 MeV.

Câu 3: Cho phản ứng hạt nhân: . Lấy khối lượng các hạt nhân ; ; ; lần lượt là 22,9837 u; 19,9869 u; 4,0015 u; 1,0073 u và 1u = 931,5 MeV/c². Trong phản ứng này, năng lượng

A. thu vào là 3,4524 MeV. B. thu vào là 2,4219 MeV.

C. tỏa ra là 2,4219 MeV. D. tỏa ra là 3,4524 MeV.

Câu 4: Cho phản ứng hạt nhân . 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.

Câu 5: Pôlôni phóng xạ  và biến đổi thành chì Pb. Biết khối lượng các hạt nhân Po; ; Pb lần lượt là: 209,937303 u; 4,001506 u; 205,929442 u và 1 u = . 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.

Câu 6: Một hạt nhân X đứng yên, phóng xạ  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  và hạt nhân Y. Hệ thức nào sau đây là đúng ?

A. B. C. D.

Câu 7: 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 ứng hạt nhân này

A. thu năng lượng 18,63 MeV. B. thu năng lượng 1,863 MeV.

C. tỏa năng lượng 1,863 MeV. D. tỏa năng lượng 18,63 MeV.

Câu 8: 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.

Câu 9: Một hạt nhân của chất phóng xạ A đang đứng yên thì phân rã tạo ra hai hạt B và C. Gọi m_A, m_B, m_C lần lượt là khối lượng nghỉ của các hạt A, B, C và c là tốc độ ánh sáng trong chân không. Quá trình phóng xạ này tỏa ra năng lượng Q. Biểu thức nào sau đây đúng?

A. m_A = m_B + m_C. B. m_A = - m_B – m_C. C. m_A = m_B + m_C + . D. m_A = m_B + m_­C - .

Câu 10: Dùng hạt α bắn phá hạt nhân nitơ đang đứng yên thì thu được một hạt prôtôn và hạt nhân ôxi theo phản ứng : . Biết khối lượng các hạt trong phản ứng trên là: m_α = 4,0015 u; m_N = 13,9992 u; m_O = 16,9947 u; m_P = 1,0073 u. Nếu bỏ qua động năng của các hạt sinh ra thì động năng tối thiểu của hạt α là

A. 3,007 MeV. B. 1,211 MeV. C. 29,069 MeV. D. 1,503 MeV.

IV. Hướng dẫn tự học

1. Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng

- Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng xảy ra khi các hạt sinh ra bền vững hơn các hạt tương tác ban đầu.

- Có hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng

+ Hai hạt nhân rất nhẹ kết hợp với nhau thành một hạt nhân nặng hơn. Phản ứng tổng hợp hạt nhân.

+ Một hạt nhân rất nặng hấp thụ một nơtron và vỡ thành hai hạt nhân có số khối A vào loại trung bình. Sự phân hạch.

2. Giải các bài tập 1,2,3,4 trang 278 SGK

---------------------------------

BÀI TẬP (1tiết)

I. Mục đích, yêu cầu: Giải được bài tập cơ bản chương hạt nhân nguyên tử.

II. Nội Dung: Nắm và vận dụng được các công thức

- Khối lượng tương đối tính:

_{- Năng lượng toàn phần:}

- Số hạt hạt và khối lượng hạt nhân còn lại sau thời gia t. N(t) = N_oe^-t ; m(t) = m_oe^-t

- Năng lượng của phản ứng hạt nhân: W = . c² = (M₀ – M)c² = (m_a + m_b – m_c – m_d) c²

+ Nếu M₀ > M thì > 0 W > 0 Phản ứng tỏa năng lượng.

+ Nếu M₀ < M thì < 0 W < 0 Phản ứng thu năng lượng.

III. Bài tập

Câu 1: Giả thiết một chất phóng xạ có hằng số phóng xạ là  = 5.10^-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. 2.10⁷s.

Câu 2: Trong các hạt nhân: , , và , hạt nhân bền vững nhất là

A. B. . C. D. .

Câu 3: Cho phản ứng hạt nhân : . Biết khối lượng của lần lượt là m_D=2,0135u; m_He = 3,0149 u; m_n = 1,0087u. Năng lượng tỏa ra của phản ứng trên bằng

A. 1,8821 MeV. B. 2,7391 MeV. C. 7,4991 MeV. D. 3,1671 MeV.

Câu 4: Cho phản ứng hạt nhân: X +  . Hạt X là

A. anpha. B. nơtron. C. đơteri. D. prôtôn.

Câu 5: Hai hạt nhân và có cùng

A. số nơtron. B. số nuclôn. C. điện tích. D. số prôtôn.

Câu 6: Chất phóng xạ X có chu kì bán rã T. Ban đầu (t=0), một mẫu chất phóng xạ X có số hạt là N₀. Sau khoảng thời gian t=3T (kể từ t=0), số hạt nhân X đã bị phân rã là

A. 0,25N₀. B. 0,875N₀. C. 0,75N₀. D. 0,125N₀

Câu 7: Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì có

A. năng lượng liên kết càng nhỏ . B. năng lượng liên kết càng lớn.

C. năng lượng liên kết riêng càng lớn. D. năng lượng liên kết riêng càng nhỏ

Câu 8: 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 chỉ bị tiêu hao bởi quá trình phân hạch. Coi mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200 MeV; số A-vô-ga-đrô N_A=6,02.10²³ mol^-1. Khối lượng ²³⁵U mà lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là

A. 461,6 kg. B. 461,6 g. C. 230,8 kg. D. 230,8 g.

Câu 9: Dùng một hạt  có động năng 7,7 MeV bắn vào hạt nhân đang đứng yên gây ra phản ứng . Hạt prôtôn bay ra theo phương vuông góc với phương bay tới của hạt . Cho khối lượng các hạt nhân: m_ = 4,0015u; m_P = 1,0073u; m_N14 = 13,9992u; m_O17=16,9947u. Biết 1u = 931,5 MeV/c². Động năng của hạt nhân là

A. 2,075 MeV. B. 2,214 MeV. C. 6,145 MeV. D. 1,345 MeV.

Câu 10: Tia nào sau đây không phải là tia phóng xạ?

A. Tia . B. Tia ⁺. C. Tia . D. Tia X

Câu 11: Hiện nay urani tự nhiên chứa hai đồng vị phóng xạ và , với tỷ lệ số hạt và số hạt là . Biết chu kì bán rã của và 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 và số hạt là ?

A. 2,74 tỉ năm. B. 2,22 tỉ năm. C. 1,74 tỉ năm. D. 3,15 tỉ năm.

IV. Hướng dẫn tự học

Bài 1: Hạt nhân có khối lượng là 55,940u. Biết khối lượng của prôton là 1,0073u và khối lượng của nơtron là 1,0087u.

1. Cấu tạo hạt nhân

2. Độ hụt khối của hạt nhân ?

3. Năng lượng liên kết của hạt nhân ?

d) Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân ?

a) = ; Z = 27 prôtôn và số nơtrôn là N = A-Z = 60-27 = 33

b) = m₀ – m = [Zm_p + (A – Z)m_n] – m = 4,5442u

c) = c² = 4,5442.931 4230 MeV

d) = =79,5MeV/nuclon

Bài 2: Pôlôni là nguyên tố phóng xạ  nó phóng ra một tia  và biến đổi thành hạt nhân con X. Chu kỳ bán rã của Pôlôni là T = 138 ngày.

a) Viết phương trình phản ứng. Xác định cấu tạo, tên gọi của hạt nhân X.

b) Một mẫu Pôlôni nguyên chất có khối lượng ban đầu 0,01g. Tính độ phóng xạ của mẫu trên sau 3 chu kỳ phân rã. Cho biết số Avôgađrô N_A = 6,023.10²³ nguyên tử/mol.

c) Tính tỉ số giữa khối lượng pôlôni và khối lượng hạt nhân X trong mẫu trên sau 4 chu kỳ phân rã.

a) Viết phương trình phản ứng

+

Theo định luật bảo toàn số khối: 210 = 4 + A A = 206

Theo định luật bảo toàn điện tích:84 = 2 + Z Z = 82.

Vậy = có 82 prôtôn và số nơtrôn là N = 206-82 = 124

b) Độ phóng xạ H

+ Số hạt nhân Pôlôni lúc đầu: N₀ = N_A, với m₀ = 0,168g,

A = 210, N_A = 6,022.10²³ g/mol

+ Số hạt nhân Pôlôni còn lại sau t=3T: N = N_o 2.^-t/T = N_o.2^-3 = N_o/8

+ Độ phóng xạ :H =N = N = 2,084.10¹¹Bq

c) + Số hạt nhân Pôlôni còn lại sau t=4T: N = N_o 2.^-t/T = N_o.2^-4 = N_o/16

+ Số hạt nhân bị phân rã là: N = N₀–N = N₀(1 – 2^{- t/T}) =

Số hạt nhân chì tạo thành bằng số hạt nhân Pôlôni phân rã trong cùng thời gian trên. Vì vậy thời gian trên

khối lượng chì là: m_X = N. =

Khối lượng Polôni còn lại: m_Po = N. =  ; = = 0,068

Giải các bài tập,2,3, trang 280,281 SGK

DUYỆT CỦA LÃNH ĐẠO TỔ TRƯỞNG

Phạm Văn Phi