Top 15 # Xem Nhiều Nhất Vật Lý 12 Cấu Tạo Hạt Nhân Mới Nhất 6/2023 # Top Like

– Nêu được cấu tạo của các hạt nhân.

– Nêu được các đặc trưng cơ bản của prôtôn và nơtrôn.

– Giải thích được kí hiệu của hạt nhân.

– Định nghĩa được khái niệm đồng vị

Tiết: 0 TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: – Nêu được cấu tạo của các hạt nhân. – Nêu được các đặc trưng cơ bản của prôtôn và nơtrôn. – Giải thích được kí hiệu của hạt nhân. – Định nghĩa được khái niệm đồng vị. 2. Kĩ năng: 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Chuẩn bị một bảng thống kê khối lượng của các hạt nhân. 2. Học sinh: Ôn lại về cấu tạo nguyên tử. III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu về cấu tạo hạt nhân Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản – Nguyên tử có cấu tạo như thế nào? – Hạt nhân có kích thước như thế nào? (Kích thước nguyên tử 10-9m) – Hạt nhân có cấu tạo như thế nào? – Y/c Hs tham khảo số liệu về khối lượng của prôtôn và nơtrôn từ Sgk. – Z là số thứ tự trong bảng tuần hoàn, ví dụ của hiđrô là 1, cacbon là 6 … – Số nơtrôn được xác định qua A và Z như thế nào? – Hạt nhân của nguyên tố X được kí hiệu như thế nào? – Ví dụ: , , , , ® Tính số nơtrôn trong các hạt nhân trên? – Đồng vị là gì? – Nêu các ví dụ về đồng vị của các nguyên tố. – Cacbon có nhiều đồng vị, trong đó có 2 đồng vị bền là (khoảng 98,89%) và (1,11%), đồng vị có nhiều ứng dụng. – 1 hạt nhân mang điện tích +Ze, các êlectron quay xung quanh hạt nhân. – Rất nhỏ, nhỏ hơn kích thước nguyên tử 104 ¸ 105 lần (10-14 ¸ 10-15m) – Cấu tạo bởi hai loại hạt là prôtôn và nơtrôn (gọi chung là nuclôn) – Số nơtrôn = A – Z. – Kí hiệu của hạt nhân của nguyên tố X: : 0; : 6; : 8; : 37; : 146 – HS đọc Sgk và trả lời. I. Cấu tạo hạt nhân 1. 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 104 ¸ 105 lần. 2. 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) – Tổng số nuclôn trong hạt nhân kí hiệu A (số khối). – Số nơtrôn trong hạt nhân là A – Z. 3. Kí hiệu hạt nhân – Hạt nhân của nguyên tố X được kí hiệu: – Kí hiệu này vẫn được dùng cho các hạt sơ cấp: , , . 4. 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 a. Hiđrô thường (99,99%) b. Hiđrô nặng , còn gọi là đơ tê ri (0,015%) c. Hiđrô siêu nặng , còn gọi là triti , không bền, thời gian sống khoảng 10 năm. Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu khối lượng hạt nhân Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản – Các hạt nhân có khối lượng rất lớn so với khối lượng của êlectron ® khối lượng nguyên tử tập trung gần như toàn bộ ở hạt nhân. – Để tiện tính toán ® định nghĩa một đơn vị khối lượng mới ® đơn vị khối lượng nguyên tử. – Theo Anh-xtanh, một vật có năng lượng thì cũng có khối lượng và ngược lại. – Dựa vào hệ thức Anh-xtanh ® tính năng lượng của 1u? – Lưu ý: 1J = 1,6.10-19J – HS ghi nhận khối lượng nguyên tử. – HS ghi nhận mỗi liên hệ giữa E và m. E = uc2 = 1,66055.10-27(3.108)2 J = 931,5MeV II. Khối lượng hạt nhân 1. Đơn vị khối lượng hạt nhân – Đơn vị u có giá trị bằng 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị . 1u = 1,6055.10-27kg 2. 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). 1uc2 = 931,5MeV ® 1u = 931,5MeV/c2 MeV/c2 được coi là 1 đơn vị khối lượng hạt nhân. – Chú ý quan trọng: + 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. + Năng lượng toàn phần: Trong đó: E0 = m0c2 gọi là năng lượng nghỉ. E – E0 = (m – m0)c2 chính là động năng của vật. Hoạt động 4 ( phút): Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản Hoạt động 5 ( phút): Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản Hoạt động 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản – Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. – Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. – Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. – Ghi những chuẩn bị cho bài sau. IV. RÚT KINH NGHIỆM

, Physicse Teacher at lequydon

Published on

Chuyên đề vật lí hạt nhân

3. Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Email:lvhungqt@gmail.com Trang 3 § 3. PHÓNG XẠ I. PHÓNG XẠ: Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân không bền vững tự phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành các hạt nhân khác. II. CÁC TIA PHÓNG XẠ 1.1 Các phương trình phóng xạ: – Phóng xạ 4 2( )He : hạt nhân con lùi hai ô so với hạt nhân mẹ trong bảng tuần hoàn: 4 4 2 2 A A Z ZX He Y   – Phóng xạ 0 1( )e  : hạt nhân con tiến một ô so với hạt nhân mẹ trong bảng tuần hoàn: 0 1 1 A A Z ZX e Y   – Phóng xạ 0 1( )e  : hạt nhân con lùi một ô so với hạt nhân mẹ trong bảng tuần hoàn: 0 1 1 A A Z ZX e Y   – Phóng xạ  : Sóng điện từ có bước sóng rất ngắn: * 0 0 A A Z ZX X  1.2. Bản chất và tính chất của các loại tia phóng xạ Loại Tia Bản Chất Tính Chất () -Là dòng hạt nhân nguyên tử Heli ( 4 2 He ), chuyển động với vận tốc cỡ 2.107 m/s. -Ion hoá rất mạnh. -Đâm xuyên yếu. (- ) -Là dòng hạt êlectron 0 1( )e , vận tốc c -Ion hoá yếu hơn nhưng đâmxuyên mạnh hơn tia .(+ ) -Là dòng hạt êlectron dương (còn gọi là pozitron) 0 1( )e , vận tốc c . () -Là bức xạ điện từ có bước sóng rất ngắn (dưới 10-11 m), là hạt phôtôn có năng lượng rất cao -Ion hoá yếu nhất, đâm xuyên mạnh nhất. III. CÁC ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ 1. Chu kì bán rã của chất phóng xạ (T) Chu kì bán rã là thời gian để một nửa số hạt nhân hiện có của một lượng chất phóng xạ bị phân rã, biến đổi thành hạt nhân khác. 2. Hằng số phóng xạ: ln 2 T   (đặc trưng cho từng loại chất phóng xạ) 3. Định luật phóng xạ: Theo số hạt (N) Theo khối lượng (m) Độ phóng xạ (H) 10 (1 3,7.10 )Ci Bq Trong quá trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian : Trong quá trình phân rã, khốilượng hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian : – Đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của chất phóng xạ. – Số phân rã trong một giây:H = – ( ) 0 0.2 .     t tT tN N N e  ( ) 0 0.2 .     t tT tm m m e  ( ) 0 0.2 .     t tT tH H H e  H N 0N : số hạt nhân phóng xạ ở thời điểm ban đầu. ( )tN : số hạt nhân phóng xạ còn lại sau thời gian t . 0m : khối lượng phóng xạ ở thời điểm ban đầu. ( )tm : khối lượng phóng xạ còn lại sau thời gian t . 0H : độ phóng xạ ở thời điểm ban đầu. ( )tH :độ phóng xạ còn lại sau thời gian t H = N =  N0 = N0e-t Đơn vị đo độ phóng xạ là becơren (Bq): 1 Bq = 1 phân rã/giây. Thực tế còn dùng đơn vị curi (Ci): 1 Ci = 3,7.1010 Bq, xấp xĩ bằng độ phóng xạ của một gam rađi. Hay: t N   T t 2

4. Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Email:lvhungqt@gmail.com Trang 4 Đại lượng Còn lại sau thời gian t Bị phân rã sau thời gian t N/N0 hay m/m0 (N0 – N)/N0 ; (m0 – m)/m0 Theo số hạt N N(t)= N0 e-t ; N(t) = N0 N0 – N = N0(1- e-t ) (1- e-t ) Theo khối lượng (m) m= m0 e-t ; m(t) = m0 m0 – m = m0(1- e-t ) (1- e-t ) IV. ỨNG DỤNG CỦA CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ – Theo dõi quá trình vận chuyển chất trong cây bằng phương pháp nguyên tử đánh dấu. – Dùng phóng xạ  tìm khuyết tật trong sản phẩm đúc, bảo quản thực phẩm, chữa bệnh ung thư … – Xác định tuổi cổ vật. § 4. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH – PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH I. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 1. Phản ứng phân hạch: là một hạt nhân rất nặng như Urani ( 235 92U ) hấp thụ một nơtrôn chậm sẽ vỡ thành hai hạt nhân trung bình, cùng với một vài nơtrôn mới sinh ra. 1 2 1 2 235 1 236 1 92 0 92 0 200 A A Z ZU n U X X k n MeV      2. Phản ứng phân hạch dây chuyền: Nếu sự phân hạch tiếp diễn thành một dây chuyền thì ta có phản ứng phân hạch dây chuyền, khi đó số phân hạch tăng lên nhanh trong một thời gian ngắn và có năng lượng rất lớn được tỏa ra. Điều kiện để xảy ra phản ứng dây chuyền: xét số nơtrôn trung bình k sinh ra sau mỗi phản ứng phân hạch ( k là hệ số nhân nơtrôn). – Nếu 1k  : thì phản ứng dây chuyền không thể xảy ra. – Nếu 1k  : thì phản ứng dây chuyền sẽ xảy ra và điều khiển được. – Nếu 1k  : thì phản ứng dây chuyền xảy ra không điều khiển được. – Ngoài ra khối lượng 235 92U phải đạt tới giá trị tối thiểu gọi là khối lượng tới hạn thm . 3. Nhà máy điện hạt nhân (nguyên tử) Bộ phận chính của nhà máy điện hạt nhân là lò phản ứng hạt nhân PWR. (Xem sách GK CƠ BẢN trang 199 nhà XB-GD 2007, hoặc SGK NC trang 285-287 Nhà XB-GD-2007) II. PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH 1. Phản ứng nhiệt hạch Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn. 2 2 3 1 1 1 2 0 3,25H H H n Mev    2. Điều kiện xảy ra phản ứng nhiệt hạch – Nhiệt độ cao khoảng từ 50 triệu độ tới 100 triệu độ. – Hỗn hợp nhiên liệu phải “giam hãm” trong một khoảng không gian rất nhỏ. 3. Năng lượng nhiệt hạch – Tuy một phản ứng nhiệt hạch tỏa năng lượng ít hơn một phản ứng phân hạch nhưng nếu tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng nhiệt hạch tỏa ra năng lượng lớn hơn. – Nhiên liệu nhiệt hạch là vô tận trong thiên nhiên: đó là đơteri, triti rất nhiều trong nước sông và biển. – Về mặt sinh thái, phản ứng nhiệt hạch sạch hơn so với phản ứng phân hạch vì không có bức xạ hay cặn bã phóng xạ làm ô nhiễm môi trường. B. CÁC HẰNG SỐ VẬT LÝ và ĐỔI ĐƠN VỊ VẬT LÝ : 1.Các hằng số vật lí : T t 2 T t 2 T t 2 T t 2

7. Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Email:lvhungqt@gmail.com Trang 7 +Năng lượng liên kết riêng:  = A Wlk MeV/nuclon. Hay A mc A E 2     +Chuyển đổi đơn vị từ uc2 sang MeV: 1uc2 = 931,5MeV Chú ý :+ So sánh : Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững . + Hạt nhân có số khối từ 50 – 70 trong bảng HTTH thường bền hơn các nguyên tử của các hạt nhân còn lại . b.Bài tập Bài 1 : Khối lượng của hạt 10 4 Be là mBe = 10,01134u, khối lượng của nơtron là mN = 1,0087u, khối lượng của proton là mP = 1,0073u. Tính độ hụt khối của hạt nhân 10 4 Be là bao nhiêu? HD giải-Xác định cấu tạo hạt nhân 10 4 Be có Z = 4proton, N= A-Z = 10-4= 6 notron – Độ hụt khối: . ( ).p N hnm Z m A Z m m       = 4.1,0073u + 6.1,0087u – 10,01134u m = 0,07u . Đáp án: m = 0,07u Bài 2: Tính năng lượng liên kết hạt nhân Đơtêri D2 1 ? Cho mp = 1,0073u, mn = 1,0087u, mD = 2,0136u; 1u = 931 MeV/c2 . A. 2,431 MeV. B. 1,122 MeV. C. 1,243 MeV. D. 2,234MeV. HD Giải :Độ hụt khối của hạt nhân D : Δm = ∑ mp + ∑ mn ─ mD = chúng tôi +1.mn – mD = 0,0024 u Năng lượng liên kết của hạt nhân D : Wlk = Δm.c2 = 0,0024.uc2 = 2,234 MeV . Chọn D. Bài 3. Xác định số Nơtrôn N của hạt nhân: He4 2 . Tính năng lượng liên kết riêng. Biết mn = 1,00866u; mp = 1,00728u; mHe = 4,0015u HD giải : Từ     He ZAN 4 2 224  N . Ta có 03038,00015,4)(2  np mmm u MeVMeVucE 29,285,931.03038,003038,0 2  MeV07,7 4 29,28   Bài 4. Cho Fe56 26 . Tính năng lượng liên kết riêng. Biết mn = 1,00866u; mp = 1,00728u; mFe = 55,9349u HD giải: + Ta có ummm np 50866,09349,553026  MeVMeVucE 8,4735,931.50866,050866,0 2  MeV46,8 56 8,473   Bài 5: Hạt nhân Be10 4 có khối lượng 10,0135u. Khối lượng của nơtrôn (nơtron) mn = 1,0087u, khối lượng của prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 . Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là Be10 4 A. 0,632 MeV. B. 63,215MeV. C. 6,325 MeV. D. 632,153 MeV. HD Giải : -Năng lượng liên kết của hạt nhân Be10 4 : Wlk = Δm.c2 = (4.mP +6.mn – mBe).c2 = 0,0679.c2 = 63,249 MeV. -Suy ra năng lượng liên kết riêng của hạt nhân Be10 4 : 63,125 6,325 10 lkW A   MeV/nuclôn.Chọn: C. Bài 6. Hạt nhân heli có khối lượng 4,0015 u. Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân hêli. Tính năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1 gam hêli. Cho biết khối lượng của prôton và nơtron là mp = 1,007276 u và mn = 1,008665 u; 1 u = 931,5 MeV/c2 ; số avôgađrô là NA = 6,022.1023 mol-1 . HD Giải: He = = = = 7,0752 MeV; W = chúng tôi = .6,022.1023 .7,0752.4 = 46,38332.1023 MeV = 7,42133.1011 J. Bài 7. Tính năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân và . Hạt nhân nào bền vững hơn? Cho: mNa = 22,983734u; mFe = 55,9207u; mn = 1,008665 u; mp = 1,007276 u; 1u = 931,5 MeV/c2 . HD Giải. Na = = = = 8,1114 MeV; A Wlk A cmmZAmZ Henp 2 ).)(.(  4 5,931).0015,4)008685,1007276,1.(2(  M m 0015,4 1 Na23 11 Fe56 26 A Wlk A cmmZAmZ Henp 2 ).)(.(  23 5,931).983734,22008685,1.12007276,1.11( 

9. Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Email:lvhungqt@gmail.com Trang 9 Câu 2: Đồng vị phóng xạ côban 60 27 Co phát ra tia - và tia . Biết Co nm 55,940u;m 1,008665u;  pm 1,007276u . Năng lượng liên kết của hạt nhân côban là bao nhiêu? A. 10 E 6,766.10 J   B. 10 E 3,766.10 J   C. 10 E 5,766.10 J   D. 10 E 7,766.10 J   Câu 3: Biết khối lượng của hạt nhân U238 là 238,00028u, khối lượng của prôtôn và nơtron là mP=1.007276U; mn = 1,008665u; 1u = 931 MeV/ c2 . Năng lượng liên kết của Urani 238 92 U là bao nhiêu? A. 1400,47 MeV B. 1740,04 MeV C.1800,74 MeV D. 1874 MeV Câu 4: Biết khối lượng của prôtôn mp=1,0073u, khối lượng nơtron mn=1,0087u, khối lượng của hạt nhân đơteri mD=2,0136u và 1u=931MeV/c2. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân nguyên tử đơteri D2 1 là A. 1,12MeV B. 2,24MeV C. 3,36MeV D. 1,24MeV Câu 5: Khối lượng của hạt nhân 10 4 Belà 10,0113u; khối lượng của prôtôn mp = 1,0072u, của nơtron mn = 1,0086; 1u = 931 MeV/c 2 . Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này là bao nhiêu? A. 6,43 MeV B. 6,43 MeV C. 0,643 MeV D. Một giá trị khác Câu 6: Hạt nhân 20 10 Ne có khối lượng Nem 19,986950u . Cho biết p nm 1,00726u;m 1,008665u;  2 1u 931,5MeV / c . Năng lượng liên kết riêng của 20 10 Ne có giá trị là bao nhiêu? A. 5,66625eV B. 6,626245MeV C. 7,66225eV D. 8,02487MeV Câu 7: Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân37 17Cl . Cho biết: mp = 1,0087u; mn = 1,00867u; mCl = 36,95655u; 1u = 931MeV/c2 A. 8,16MeV B. 5,82 MeV C. 8,57MeV D. 9,38MeV Câu 8. Hạt nhân hêli ( 4 2 He) có năng lượng liên kết là 28,4MeV; hạt nhân liti ( 7 3 Li) có năng lượng liên kết là 39,2MeV; hạt nhân đơtêri( 2 1 D) có năng lượng liên kết là 2,24MeV. Hãy sắp theo thứ tự tăng dần về tính bền vững của chúng: A. liti, hêli, đơtêri. B. đơtêri, hêli, liti. C. hêli, liti, đơtêri. D. đơtêri, liti, hêli. Câu 9. Hạt  có khối lượng 4,0015u, biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 mol-1 , 1u = 931MeV/c2 . Các nuclôn kết hợp với nhau tạo thành hạt , năng lượng tỏa ra khi tạo thành 1mol khí Hêli là A. 2,7.1012 J B. 3,5. 1012 J C. 2,7.1010 J D. 3,5. 1010 J Câu 10(ĐH-2007): Cho:mC = 12,00000 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; 1u = 1,66058.10-27 kg; 1eV = 1,6.10-19 J ; c = 3.108 m/s. Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân C 12 6 thành các nuclôn riêng biệt bằng A. 72,7 MeV. B. 89,4 MeV. C. 44,7 MeV. D. 8,94 MeV. Câu 11(CĐ-2008):HạtnhânCl17 37 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 p ur bằng A. 9,2782 MeV. B. 7,3680 MeV. C. 8,2532 MeV. D. 8,5684 MeV. Câu 12(ÐH- 2008): Hạt nhân 10 4 Be có khối lượng 10,0135u. Khối lượng của nơtrôn (nơtron) mn = 1,0087u, khối lượng của prôtôn (prôton) mP = 1,0073u, 1u = 931 MeV/c2 . Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 10 4 Be là A. 0,6321 MeV. B. 63,2152 MeV. C. 6,3215 MeV. D. 632,1531 MeV. Câu 13(CĐ- 2009): Biết khối lượng của prôtôn; nơtron; hạt nhân 16 8 O lần lượt là 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904 u và 1u = 931,5 MeV/c2 . Năng lượng liên kết của hạt nhân 16 8 O xấp xỉ bằng A. 14,25 MeV. B. 18,76 MeV. C. 128,17 MeV. D. 190,81 MeV. Câu 14. (ĐH- 2010)Cho khối lượng của prôtôn; nơtron; 40 18 Ar; 6 3 Li lần lượt là: 1,0073u; 1,0087u; 39,9525u; 6,0145 u và 1u = 931,5 MeV/c2 . So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 6 3 Li thì năng lượng liên kết riêng của hạtnhân 40 18 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. Dạng 3: Tính số hạt nhân nguyên tử và số nơtron, prôtôn có trong m lượng chất hạt nhân. a.PHƯƠNG PHÁP: Cho khối lượng mhoặc số mol của hạt nhân XA Z . Tìmsố hạt p , n có trong mẫu hạt nhân đó .  Nếu có khối lượng msuy ra số hạt hạt nhân X là : N = AN A m . (hạt) .

12. Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Email:lvhungqt@gmail.com Trang 12 A. O,87g B. 0,78g C. 7,8g D. 8,7g HD Giải : t = 8 tuần = 56 ngày = 7.T .Suy ra sau thời gian t thì khối lượng chất phóng xạ 131 53 I còn lại là : 7 0 2.1002.    T t mm = 0,78 gam .  Chọn đáp án B. Bài 2 : 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%. HD Giải : T = 3,8 ngày ; t = 11,4 = 3T ngày . Do đó ta đưa về hàm mũ để giải nhanh như sau : T t T t m m mm   22. 0 0  8 1 2 3 0   m m = 12,5%  Chọn : C. Bài 3: Pôlôni là nguyên tố phóng xạ  , nó phóng ra một hạt  và biến đổi thành hạt nhân con X. Chu kì bán rã của Pôlôni là T = 138 ngày. 1. Xác định cấu tạo, tên gọi của hạt nhân con X. 2. Ban đầu có 0,01g. Tính độ phóng xạ của mẫu phóng xạ sau 3chu kì bán rã. HD Giải: 1. Xác định hạt nhân con X + Ta có phương trình phân rã: XHePo A Z 4 2 210 84 + Theo các ĐLBT ta có:            82 206 284 4210 Z A Z A PbX 206 82: 2.Từ Bq AT Nm H A mN H mm N A m N NH mm k A A k A T t 110 00 10.08,2 . 2..693,0 2. . 2.                         Nếu trắc nghiệm cần nhớ: Bq AT Nm H k A 110 10.08,2 . 2..693,0   Bài 4: Phốt pho  32 15 P phóng xạ - với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày và biến đổi thành lưu huỳnh (S). Viết phương trình của sự phóng xạ đó và nêu cấu tạo của hạt nhân lưu huỳnh. Sau 42,6 ngày kể từ thời điểm ban đầu,khối lượng của một khối chất phóng xạ 32 15 P còn lại là 2,5g. Tính khối lượng ban đầu của nó. HD Giải : Phương trình của sự phát xạ: 32 0 32 15 1 16 P e+ S   Hạt nhân lưu huỳnh 32 16 S gồm 16 prôtôn và 16 nơtrôn Từ định luật phóng xạ ta có: ln2 t t t T T o o om = m e m e m 2     Suy ra khối lượng ban đầu: t 3T om m.2 2,5.2 20g   Bài 5 (ĐH -2009): Một chất phóng xạ ban đầu có N 0 hạt nhân. Sau 1 năm, còn lại một phần ba số hạt nhân ban đầu chưa phân rã. Sau 1 năm nữa, số hạt nhân còn lại chưa phân rã của chất phóng xạ đó là A. N0 /6 B. N0 /16. C. N0 /9. D. N0 /4. HD Giải : t1 = 1năm thì số hạt nhân chưa phân rã (còn lại ) là N1,theo đề ta có : 3 1 2 1 0 1  T t N N Sau 1năm nữa tức là t2 = 2t1 năm thì số hạt nhân còn lại chưa phân rã là N2, ta có : T t T t N N 12 2 0 2 2 1 2 1   9 1 3 1 2 1 2 2 0 2                 T t N N . Hoặc N2 = 933 0 2 01 NNN   Chọn: C

13. Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Email:lvhungqt@gmail.com Trang 13 Bài 6: Gọi t 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 nhiên với lne = 1). T là chu kỳ bán rã của chất phóng xạ. Chứng minh rằng T t ln 2   . Hỏi sau khoảng thời gian 0,15t chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng ban đầu? Cho biết e-0,51 = 0,6 HD Giải : Số hạt nhân của chất phóng xạ N giảm với thời gian t theo công thức t oN N e  , với  là hằng số phản xạ, N0 là số hạt nhân ban đầu tại t = 0 Theo điều kiện đầu bài: . toN e e N     ; Suy ra t 1  , do đó 1 T t ln 2     Lượng chất còn lại sau thời gian 0,15t tỉ lệ thuận với số hạt: 0,15 t 0,15 o N e e 0,6 60% N        c.Trắc nghiệm: Câu 1: Có 100g chất phóng xạ với chu kì bán rã là 7 ngày đêm. Sau 28 ngày đêm khối lượng chất phóng xạ đó còn lại là A. 93,75g. B. 87,5g. C. 12,5g. D. 6,25g. Câu 2: Chu kỳ bán rã của 60 27 Co bằng gần 5 năm. Sau 10 năm, từ một nguồn 60 27 Co có khối lượng 1g sẽ còn lại A. gần 0,75g. B. hơn 0,75g một lượng nhỏ. C. gần 0,25g. D. hơn 0,25g một lượng nhỏ. Câu 3: Có 100g iôt phóng xạ 131 53 I với chu kì bán rã là 8 ngày đêm. Tính khối lượng chất iôt còn lại sau 8 tuần lễ. A. 8,7g. B. 7,8g. C. 0,87g. D. 0,78g. Câu 4: Ban đầu có 5 gam chất phóng xạ radon 222 86 Rn 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 . Câu 5: Phốt pho P32 15 phóng xạ - với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày. Sau 42,6 ngày kể từ thời điểm ban đầu, khối lượng của một khối chất phóng xạ P32 15 còn lại là 2,5g. Tính khối lượng ban đầu của nó. A. 15g. B. 20g. C. 25g. D. 30g. Câu 6: Gọi t là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đi e lần (e là cơ số của lôga tự nhiên với lne = 1), T là chu kỳ bán rã của chất phóng xạ. Hỏi sau khoảng thời gian 0,51t chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng ban đầu ? A. 40%. B. 50%. C. 60%. D. 70%. Câu 7: Một lượng chất phóng xạ Rn222 86 ban đầu có khối lượng 1mg. Sau 15,2 ngày độ phóng xạ giảm 93,75%. Độ phóng xạ của lượng Rn còn lại là A. 3,40.1011 Bq B. 3,88.1011 Bq C. 3,58.1011 Bq D. 5,03.1011 Bq Câu 8:(CĐ 2007):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 A.5,60 g. B. 35,84 g. C. 17,92 g. D. 8,96 g. Câu 9: Một nguồn phóng xạ có chu kì bán rã T và tại thời điểm ban đầu có 32N0 hạt nhân. Sau các khoảng thời gian T/2, 2T và 3T, số hạt nhân còn lại lần lượt bằng bao nhiêu? A. 0 0 024N ,12N ,6N B. 0 0 016 2N ,8N ,4N C. 0 0 016N ,8N ,4N D. 0 0 016 2N ,8 2N ,4 2N Câu 10: Một nguồn phóng xạ có chu kì bán rã T và tại thời điểm ban đầu có 48No hạt nhân. Hỏi sau khoảng thời gian 3T, số hạt nhân còn lại là bao nhiêu? A. 4N0 B. 6N0 C. 8N0 D. 16N0 Câu 11: (ĐH-CĐ-2010). Ban đầu có N0 hạt nhân của một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có chu kì bán rã T. Sau khoảng thời gian t = 0,5T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị phân rã của mẫu chất phóng xạ này là A. 2 0N . B. 2 0N . C. 4 0N . D. N0 2 . Câu 12(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%.

16. Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Email:lvhungqt@gmail.com Trang 16 Sau 2T thì số hạt Th còn lại : 0 0 0 0 ( ) 2 2 2 4 2 2 t t T T T N N N N N     Sau 2T thì số hạt  tạo thành : 0 0 0 0 18. 9. 6. 6( ) 4 4 2 N N N N N     Sau 2T thì tỉ số hạt  và số nguyên tử Th còn lại: 0 0 9. 6. 2 18 4 N N NN    Chọn A c. TRẮC NGHIỆM: Câu 1: Đồng vị Co60 27 là chất phóng xạ   với chu kỳ bán rã T = 5,33 năm, ban đầu một lượng Co có khối lượng m0. Sau một năm lượng Co trên bị phân rã bao nhiêu phần trăm? A. 12,2% B. 27,8% C. 30,2% D. 42,7% Câu 2: Chu kì bán rã 210 84 Po là 318 ngày đêm. Khi phóng xạ tia ,pôlôni biến thành chì. Có bao nhiêu nguyên tử pôlôni bị phân rã sau 276 ngày trong 100mg 210 84 Po? A. 20 0,215.10 B. 20 2,15.10 C. 20 0,215.10 D. 20 1,25.10 Câu 3. Chu kỳ bán rã của U238 là 4,5.109 năm.Số nguyên tử bịphân rã sau 106 năm từ 1 gam U238 ban đầu là bao nhiêu? Biết số Avôgadrô NA = 6,02.1023 hạt/mol. A. 2,529.1021 B. 2,529.1018 C. 3,896.1014 D. 3,896.1017 Câu 4: Chu kì bán rã của chất phóng xạ 90 38 Sr là 20 năm. Sau 80 năm có bao nhiêu phần trăm chất phóng xạ đó phân rã thành chất khác ? A. 6,25%. B. 12,5%. C. 87,5%. D. 93,75%. Câu 5: Đồng vị phóng xạ 66 29 Cu có chu kỳ bán rã 4,3 phút. Sau khoảng thời gian t = 12,9 phút, độ phóng xạ của đồng vị này giảm xuống bao nhiêu : A. 85 % B. 87,5 % C. 82, 5 % D. 80 % Câu 6: 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 nhn 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%. Câu 7: Chất phóng xạ 24 11 Na có chu kì bán rã 15 giờ. So với khối lượng Na ban đầu, khối lượng chất này bị phân rã trong vòng 5h đầu tiên bằng A. 70,7%. B. 29,3%. C. 79,4%. D. 20,6% Câu 8: Gọi t là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đie lần (e là cơ số của lôga tự nhiên với lne = 1), T là chu kỳ bán rã của chất phóng xạ. Hỏi sau khoảng thời gian 0,51t chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng ban đầu ? A. 40%. B. 50%. C. 60%. D. 70%. Dạng 3 : Xác địnhkhối lượng của hạt nhân con : a.Phương pháp: – Cho phân rã : YX B Z A Z ‘ + tia phóng xạ . Biết m0 , T của hạt nhân mẹ. Ta có : 1 hạt nhân mẹ phân rã thì sẽ có 1 hạt nhân con tao thành. Do đó : ΔNX (phóng xạ) = NY (tạo thành) -Số mol chất bị phân rã bằng số mol chất tạo thành Y X X n A m n    -Khối lượng chất tạo thành là A Bm m X Y .  . Tổng quát : mcon = con me me A A m .  -Hay Khối lượng chất mới được tạo thành sau thời gian t

17. Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Email:lvhungqt@gmail.com Trang 17 1 0 1 1 1 0(1 ) (1 )t t A A A N AN m A e m e N N A l l- -D = = – = – Trong đó: A, A1 là số khối của chất phóng xạ ban đầu và của chất mới được tạo thành NA = 6,022.10-23 mol-1 là số Avôgađrô. -Lưu ý : Ttrong phân rã  : khối lượng hạt nhân con hình thành bằng khối lượng hạt nhân mẹ bị phân rã (Trường hợp phóng xạ + , - thì A = A1  m1 = m ) b. Bài tập: Bài 1: Đồng vị 24 11 Na là chất phóng xạ β- tạo thành hạt nhân magiê 24 12 Mg. Ban đầu có 12gam Na và chu kì bán rã là 15 giờ. Sau 45 h thì khối lượng Mg tạo thành là : A. 10,5g B. 5,16 g C. 51,6g D. 0,516g HD Giải: Nhận xét : t = 3.T nên ta dùng hàm mũ 2 để giải cho nhanh bài toán : – Khối lượng Na bị phân rã sau 45 = 3T giờ: Δm )21(12)21( 3 1 0   T t m Δm = 10,5 g . -Suy ra khối lượng của mg tạo thành : mcon = 5,1024. 24 5,10.   me conme A Am gam.Chọn đáp án A Bài 2 : Chất phóng xạ Poloni Po210 84 có chu kì bán rã T = 138 ngày phóng ra tia  và biến thành đồng vị chì Pb206 82 ,ban đầu có 0,168g poloni . Hỏi sau 414 ngày đêm có : a. Bao nhiêu nguyên tử poloni bị phân rã? b. Tim khối lượng chì hình thành trong thời gian đó HD Giải : t = 414 ngày = 3T a.Số nguyên tử bị phân rã sau 3 chu kì: 0 3 000 8 7 2 NNNNNN   hay khối lượng chất bị phân rã m = 0 8 7 m = 0,147g 20230 10.214,410.023,6. 210.8 168,0.7 8 7  AN A m N nguyên tử b.Khối lượng chì hình thành trong 414 ngày đêm: mcon = con me me A A m .  = g144,0206. 210 147,0  Bài 3 : Hạt nhân Ra có chu kì bán rã 1570 năm phân rã thành 1 hạt  và biến đổi thành hạt nhân X. Tính số hạt nhân X được tạo thành trong năm thứ 786. Biết lúc đầu có 2,26 gam radi. Coi khối lượng của hạt nhân tính theo u xấp xĩ bằng số khối của chúng và NA = 6,02.1023 mol-1 . HD Giải . Phương trình phản ứng: Ra  He + Rn. Trong năm thứ 786: khối lượng Ra bị phân rã là: mRa = m0( – ) = 7.10-4 g; khối lượng Rn được tạo thành: mRn = mRa. = 6,93g; số hạt nhân Rn được tạo thành là: NRn = .NA = 1,88.1018 hạt. Bài 4 : Pôlôni Po là một chất phóng xạ có chu kì bán rã 140 ngày đêm. Hạt nhân pôlôni phóng xạ sẽ biến thành hạt nhân chì (Pb) và kèm theo một hạt . Ban đầu có 42 mg chất phóng xạ pôlôni. Tính khối lượng chì sinh ra sau 280 ngày đêm. HD Giải . Ta có: mPb = m0. (1 – ) = 31,1 mg. Bài 5 : Đồng vị 235 92U phân rã  thành hạt nhân A ZTh . 1) Viết đầy đủ phương trình phân rã trên. Nêu rõ cấu tạo của hạt nhân được tạo thành. 2) Chuỗi phóng xạ trên còn tiếp tục cho đến hạt nhân con là đồng vị bền 207 82Pb . Hỏi có bao nhiêu hạt nhân Hêli và hạt nhân điện tử được tạo thành trong quá trình phân rã đó. HD Giải . 1) Phương trình phân rã 235 4 A 92 2 ZU Th  226 88 226 88 4 2 222 86 226 88 1570 785 2  1570 786 2  222 86 Ra Rn A A 222 86 Rn Rn A m 210 84 Po Pb A A T t 2

30. Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Email:lvhungqt@gmail.com Trang 30 Giải: Sau quá trình bắn phá 55 Mn bằng nơtron kết thúc thì số nguyên tử của 56 25Mn giảm, cò số nguyên tử 55 25Mn không đổi, Sau 10 giờ = 4 chu kì số nguyên tử của 56 25Mn giảm 24 = 16 lần. Do đó thì tỉ số giữa nguyên tử của hai loại hạt trên là: 55 56 Mn Mn N N = 16 10 10 = 6,25.10-12 Chọn C Ví dụ 22: 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 1t tỉ lệ giữa hạt nhân Y và hạt nhân X là k. Tại thời điểm 2 1 2t t T  thì tỉ lệ đó là A. k + 4. B. 4k/3. C. 4k. D. 4k+3. Bài giải: .Áp dụng công thức ĐL phóng xạ ta có: 1 1 1 1 1 01 1 1 0 (1 ) 1 1 t Y t t X N N eN k e N N N e k              (1) 2 1 2 2 1 1 2 ( 2 ) 02 2 ( 2 ) 2 1 2 0 (1 ) (1 ) 1 1 t t T Y t t T t T X N N eN e k N N N e e e e                       (2) Ta có ln2 2 2 2ln2 1 4 T T T e e e       (3). Thay (1), (3) vào (2) ta được tỉ lệ cần tìm: 2 1 1 4 3 1 1 1 4 k k k      . Chọn C 5.Trắc nghiệm: Câu 1: Đồng vị Na 24 phóng xạ  với chu kì T = 15 giờ, tạo thành hạt nhân con là Mg. Khi nghiên cứu một mẫu chất người ta thấy ở thời điểm bắt đầu khảo sát thì tỉ số khối lượng Mg24 và Na 24 là 0.25, sau đó một thời gian ∆t thì tỉ số ấy bằng 9. Tìm ∆t ? A. ∆t =4,83 giờ B. ∆t =49,83 giờ C. ∆t =54,66 giờ D. ∆t = 45,00 giờ Câu 2: Một chất phóng xạ phát ra tia , cứ một hạt nhân bị phân rã cho một hạt . Trong thời gian 1 phút đầu chất phóng xạ phát ra 360 hạt , nhưng 6 giờ sau, kể từ lúc bắt đầu đo lần thứ nhất, trong 1 phút chất phóng xạ chỉ phát ra 45 hạt . Chu kỳ bán rã của chất phóng xạ này là: A. 1 giờ B. 2 giờ C. 3 giờ D. 4 giờ Câu 3: Để đo chu kỳ của chất phóng xạ, người ta dùng một máy đếm xung. trong t1 giờ đầu tiên máy đếm được n1 xung; trong t2 = 2t1 giờ tiếp theo máy đếm được 2 1 9 64 n n xung. Chu kỳ bán rã T có gí trị là : A. 1 3 t T  B. 1 2 t T  C. 1 4 t T  D. 1 6 t T  Câu 4. Tại thời điểm 0t  số hạt nhân của mẫu chất phóng xạ là 0N . Trong khoảng thời gian từ 1t đến 2t 2 1( )t t có bao nhiêu hạt nhân của mẫu chất đó phóng xạ ? A. 1 2 1( ) 0 ( 1)t t t N e e     B. 2 2 1( ) 0 ( 1)t t t N e e    C. 2 1( ) 0 t t N e   D. 2 1( ) 0 t t N e   Câu 5: Trong phòng thí nghiệm có một lượng chất phóng xạ, ban đầu trong 1 phút người ta đếm được có 360 nguyên tử của chất bị phân rã, sau đó 2 giờ trong 1 phút có 90 phân tử bị phân rã. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là A. 30 phút B. 60 phút C. 90 phút D. 45 phút

31. Chuyên đề: VẬT LÝ HẠT NHÂN ÔN THI ĐH-CĐ Email:lvhungqt@gmail.com Trang 31 Câu 6: 24 11 Na là chất phóng xạ - , trong 10 giờ đầu người ta đếm được 1015 hạt - bay ra. Sau 30 phút kể từ khi đo lần đầu người ta lại thấy trong 10 giờ đếm dược 2,5.1014 hạt - bay ra. Tính chu kỳ bán rã của nátri. A. 5h B. 6,25h C. 6h D. 5,25h Câu 7: Để đo chu kì bán rã của một chất phóng xạ, người ta cho máy đếm xung bắt đầu đếm từ 0 0t  . Đến thời điểm 1 6t h , máy đếm đươc 1n xung, đến thời điểm 2 13 ,t t máy đếm được 2 12,3n n xung. (Một hạt bị phân rã, thì số đếm của máy tăng lên 1 đơn vị). Chu kì bán rã của chất phóng xạ này xấp xỉ bằng : A.6,90h. B.0,77h. C.7,84 h. D.14,13 h. Câu 8: 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. Tạithời điểm t1 tỉ lệ giữa hạt nhân Y và hạt nhân X là k. Tại thời điểm t2 = t1 + 3T thì tỉ lệ đó là : A.k + 8 B.8k C. 8k/ 3 D.8k + 7 Câu 9: Ban đầu có một lượng chất phóng xạ khối lượng mo sau thời gian 6giờ đầu thì 2/3 lượng chất đó đã bị phân rã. Trong 3 giờ đầu thì lượng chất phóng xạ đã bị phân rã là A. 0 3 1 . 3 3 m  B. 0 2 3 . 2 3 m  C. 0 2 3 . 3 m  D. 0 3 1 . 3 m  Dạng 5: Xác định thời gian phóng xạ t, tuổi thọ vật chất. a.Phương pháp: Tương tự như dạng 4 : Lưu ý : các đại lượng m & m0 , N & N0 , H -&H0 phải cùng đơn vị .. Tuổi của vật cổ: 0 0 ln ln ln 2 ln 2 N mT T t N m   hay 0 01 1 ln ln N m t N m    . b. Bài tập: Bài 1: Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã T. Cứ sau một khoảng thời gian bằng bao nhiêu thì số hạt nhân bị phân rã trong khoảng thời gian đó bằng ba lần số hạt nhân còn lại của đồng vị ấy? A. 2T. B. 3T. C. 0,5T. D. T. Giải : m=3m. Theo đề , ta có : 3 2. )21( 0 0       T t T t m m m m  42312  T t T t  t = 2T.  Chọn đáp án : A Bài 2: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 360 giờ. Sau bao lâu thì khối lượng của nó chỉ còn 1/32 khối lượng ban đầu : A. 75 ngày B. 11,25 giờ C. 11,25 ngày D. 480 ngày Giải: T = 360h ; 32 1 0  m m . t? Ta có 32 1 0  m m 5 2 1   5 T t  t = 5Tt = 1800 giờ = 75 ngày.  Chọn A. Bài 3: Lúc đầu một mẫu Pôlôni 210 84 Po nguyên chất, có khối lượng 2g, chất phóng xạ này phát ra hạt  và biến thành hạt nhân X. a) Viết phương trình phản ứng. Nêu cấu tạo hạt nhân X. b) Tại thới điểm khảo sát, người ta biết được tỉ số giữa khối lượng X và khối lượng Pôlôni còn lại trong mẫu vật là 0,6. Tính tuổi của mẫu vật. Cho biết chu kì bán rã của Pôlôni là T = 138 ngày, NA = 6,023 x 1023 hạt/mol. Giải a) Viết phương trình : 210 1 A 84 2 ZPo He X  Ap dụng định luật bảo toàn số khối : 210 = 4 + A  A = 206 Ap dụng định luật bảo toàn điện tích : 84 = 2 + Z  Z = 82 Vậy 210 1 206 84 2 82Po He Pb  . Hạt nhân 210 84 Po được cấu tạo từ 82 prôtôn và 124 nơtrôn b) Ta có : – Số hạt Pôlôni ban đầu : o A o m N N A  ; – Số Pôlôni còn lại : t oN N .e  -Số hạt Pôlôni bị phân rã : oN N N   ; t oN N (1 e )    ;- Số hạt chì sinh ra : t Pb oN N N (1 e )     – Khối lượng chì tạo thành : Pb Pb Pb A N .A m N  (1); – Khối Pôlôni còn lại :  t om m e 2 

§36. NĂNG LƯỠNG LIÊN KẾT CÙA HẠT NHÂN. PHÀN ƯNG HẠT NHÂN A. KIẾN THỨC Cơ BẢN Lực hạt nhân Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực hạt nhân. Lực hạt nhân không có cùng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dần. Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân. Năng lượng liên kết của hạt nhân Độ hụt khôi Xét hạt nhân zX Khôi lượng các nuclon tạo thành hạt nhân X là: Zmp + (A - Z)mn Khôi lượng của hạt nhân là mx- Độ hụt khối: Am = Zmp + (A - Z)mn - nix Vậy khôi lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khôi lượng của các nuclôn rạo thành hạt nhân đó. Năng lượng liên kết Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khôi của hạt nhân với thừa sô' c2 Wilt = Am.c2 Năng lượng liên kết riêng -■ *-■ A Mức độ bền vững của hạt nhân tùy thuộc vào năng lượng liên kết riêng. Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững. Phản ứng hạt nhân Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của hạt nhân được chia làm hai loại: Phản ứng hạt nhân tự phát: quá trình phóng xạ. Phản ứng hạt nhân kích thích: phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân: Xét phản ứng hạt nhân: Ai A2 A* A4 "a +_b -"'x +_y z, z2 z, Z4 Bảo toàn điện tích: Zi + z2 = z3 + z4 Bảo toàn số nuclôn: Ai + A2 = A3 + A4 Bảo toàn năng lượng toàn phần Bảo toàn động lượng. Năng lượng của phản ứng hạt nhân w - (ưitrước msau)c 0 B. CÂU HỎI TRONG BÀI HỌC 33 Giải thích rõ han Bảng 36.1. Phản ứng hoá học Phản ứng hạt nhân Biến đổi các phân tử Biến đổi các hạt nhân Bảo toàn các nguyên tử Biến đổi các nguyên tô Bảo toàn khối lượng nghỉ Không bảo toàn khôi lượng nghỉ Hướng dẫn trả lời So sánh phản ứng hạt nhân và phản ứng hóa học. Phản ứng hóa học: Có sự biến đổi các phân tử như: HC1 đổi thành NaCl Có sự bảo toàn các nguyên tử: Sô' các nguyên tử trước và sau phản ứng bằng nhau. Có sự bảo toàn khối lượng nghỉ: Tổng khôi lượng nghỉ trước và sau phản ứng bằng nhau. Phản ứng hạt nliân: Có sự biến đổi các hạt nhân như: hạt nhân sinh ra khác với hạt nhân ban đầu. Có sự biến đổi các nguyên tố. Không bảo toàn khôi lượng nghỉ: Tổng khôi lượng nghỉ của các hạt sinh ra lớn hơn tổng khối lượng nghỉ của các hạt ban đầu. c. BÀI TẬP Hãy chọn câu đúng. Năng lượng liên kết riêng A. giống nhau với mọi hạt nhân. B. lớn nhất với các hạt nhân nhẹ. c. lớn nhất với các hạt nhân trung bình. D. lớn nhất với các hạt nhân nặng. Hãy chọn câu dũng. Bản chất lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là: A. lực tĩnh điện. B. lực hấp dẫn. c. lực điện từ. D. lực tương tác mạnh. Phạm vi tác dụng của lực tương tác mạnh trong hạt nhân là bao nhiêu'? A. 10~13cm. B. lO^cm. c. 10~10cm. D. Vô hạn. Hạt nhân nào có năng lượng liên kết riêng lớn nhất? A. Heli. B. Cacbon. c. sắt. D. Urani. Năng lượng liên kết của ^Ne là 160,64 MeV. Xác định khối lượng của nguyên tử „Ne. „ . W? Khối lượng nguyên tử của ^Fe là 55,934939u. Tinh Wch và -ỵ- 7. Hoàn chỉnh các phản ứng sau: ịLi + ? + '„n * fB + ? - 3^ + He "CZ + ? -*%S+<2He 8. Phản ứng: ~h- Tỏa năng lượng 22,4 MeV. Tinh khối lượng nguyên tử của ịLi. (Khối lượng của3 H và 2 He coi như đã biết). 9. Chọn câu sai. Trong một phán ứng hạt nhân, có bảo toàn B. dộng lượng D. diện tích A. năng lượng c. dộng năng Phản ứng nào sau đây thu năng lượng: Hướng dẫn giải Chọn đáp án c. Năng lượng liên kết riêng lớn nhất với các hạt nhân trung bình là những hạt nhân nằm ở khoảng giữa của bảng tuần hoàn ứng với: 50 < A < 95. Chọn đáp án D. Bản châ't lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là lực tương tác mạnh. Chọn đáp án A. Phạm vi tác dụng của lực tương tác mạnh trong hạt nhân là 10"13cm. Chọn đáp án c. Vì hạt nhân Fe có số khôi trung bình 50 < A < 95 "Ne ■ wlk = (lOnip + 10mn - mNe)c2 = 160,64 Mev = 16„°'64uc2= 0,17245uc2 931,5 Khối lượng hạt nhân mne = 19,98695u Khối lượng nguyên tử "Ne là m = mNe + 10me Năng lượng liên kết của 2^Fe wik = (26mp + 30mn - mFe)c2 = (26.1,00728u + 30.1,0086u - 55,934939u).c2 = 0,514141uc2 = 0,514141.931,5Mev w,k = 478,9223415(Mev) Năng lượng liên kết riêng Wlk 478,9223415 _ "010,M , , , - = 8,55218(Mev / nuclon) A 56 Hoàn chỉnh các phản ứng "B+ ỊLi+ gHe Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số nuclôn Vậy lx=ỉn Năng lượng tỏa ra w = (mH + mLi - 2mHe)c2 =-22'4-uc2 = 0,024uc2 931,5 Khôi lượng nguyên tử Li là m = mLi + chúng tôi = 6,0129u + 3.0,00055u m = 6,01455u. Chọn đáp án c. Trong phản ứng hạt nhân, không có bảo toàn động năng. Phản ứng thu nàng lượng là phản ứng D. Các phản ứng còn lại là phản ứng toả năng lượng:

Chủ đề này gồm các vấn đề sau: Thuyết tương đối hẹp, cấu tạo nguyên tử, năng lượng liên kết.

A. LÍ THUYẾT

I. Thuyết tương đối hẹp

1. Khối lượng tương đối tính:

2. Năng lượng toàn phần:

(Năng lượng toàn phần là gồm 2 loại năng lượng năng lượng nghỉ và động năng, K là động năng, m là khối lượng tương đối tính, m0 khối lượng nghỉ)

II. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử

a. Cấu tạo

* Hạt nhân được cấu tạo từ các nuclôn. Có hai loại nuclôn:

– Prôtôn (p), khối lượng , mang điện tích nguyên tố dương +e ().

– Nơtrôn (n), khối lượng , không mang điện

b. Kí hiệu. trong đó:

+ Z là nguyên tử số hay số prôtôn trong hạt nhân.

+ A là số khối bằng tổng số proton (Z) và số nơtron A = Z + N.

c. Kích thước của hạt nhân:

2. Đồng vị

– Là những nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôton Z nhưng có số nơtron N khác nhau.

VD:

3. Đơn vị khối lượng nguyên tử

a. Khái niệm:

– Đơn vị khối lượng trong vật lí hạt nhân là khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u.

đồng vị

b. Chú ý:

+ Khối lượng của nguyên tử ; Khối lượng của hạt nhân

+

+

+

– Dựa vào công thức: hoặc

III. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT

1. Lực hạt nhân

– Lực hạt nhân: là lực tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân

– Đặc điểm của lực đó:

+ Có cường độ rất mạnh

2. Độ hụt khối

+ Chỉ có tác dụng trong bán kính hạt nhân

Hạt nhân có khối lượng m.

– Độ hụt khối:

Trong đó: m: khối lượng hạt nhân

: khối lượng Z protôn

: khối lượng N notrôn

3. Năng lượng liên kết

: độ hụt khối

– ( Năng lượng để phá cần thiết để phát vỡ hạt nhân = năng lượng tỏa ra khi kết hợp các nu thành 1 hạt nhân) là năng lượng liên kết giữa các nuclôn trong hạt nhân:

hay .

4.Năng lượng liên kết riêng

– Là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn: đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân.

– Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững: Hạt nhân có số khối trung bình từ 50-70 là hạt nhân bề cũ nhất (năng lượng liên kết riêng lớn nhất cỡ 8,8 MeV/nu)

5. Ví dụ

Ví dụ về hệ thức Anhxtanh: Một vật có khối lượng nghĩ 75 kg chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ của ánh sáng trong chân không) thì khối lượng tương đối tính của nó là

Hướng dẫn

A. 100 kg. B. 80 kg. C. 75 kg. D. 60 kg.

Ví dụ về độ hụt khối và năng lượng liên kết: Khối lượng của hạt nhân là 10,0113u, khối lượng của nơtron là , khối lượng của proton là và .Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là

A. 64,366 MeV/nuclôn B. 6,4332 MeV/nuclôn

Hướng dẫn

C. 0,064332 MeV/nuclôn D. 643,32 keV/nuclôn

Tổng khối lượng các hạt nhân nuclôn:

Độ hụt khối của hạt nhân :

Năng lượng liên kết của hạt nhân :

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân :