CHUYÊN ĐỀ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN 1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử a. Cấu tạo hạt nhân: Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các nuclôn gồm : + prôtôn (p) có mp = 1,67262.10 27 kg, điện tích: +e . + nơtrôn (n) có mn = 1,67493.10 27 kg, không mang điện tích. b. Kí hiệu hạt nhân: Hạt nhân nguyên tử được kí hiệu là AZ X + X: kí hiệu hóa học của nguyên tố. + Z: là số prôtôn hay là số hiệu nguyên tử, cũng chính là số thứ tự trong bảng HTTH. + A: gọi là số khối, là tổng số các nuclon trong hạt nhân (tổng số prôtôn và số nơtron trong hạt nhân).  số nơtron N = A – Z. c. Kích thước hạt nhân: Hạt nhân nguyên tử có kích thước rất nhỏ, nhỏ hơn kích thước nguyên tử khoảng 104  105 lần. + Nếu coi hạt nhân nguyên tử là một khối cầu bán kính R thì ta có sự phụ thuộc giữa R và số khối A là 1 R = 1,2. 10 15. A 3 (m) d. Đồng vị: là những hạt nhân có cùng số prôtôn Z nhưng khác số nơtron N, nên khác số khối A gọi là đồng vị. Ví dụ: Hiđrô có 3 đồng vị: 11 H ; 12 H (Đơtêri: 12 D ); 13 H (Triti: 13 T ). 2. Khối lượng hạt nhân a. Đơn vị khối lượng hạt nhân - Khối lượng của hạt nhân rất lớn so với khối lượng của êlectron nên khối lượng nguyên tử tập trung gần như toàn bộ ở hạt nhân. - Trong vật lí hạt nhân nguyên tử người ta thường dùng đơn vị đo khối lượng là đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u. Đơn vị u có giá trị bằng 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị 12 6 C. -27 1 u = 1,66055.10 kg me = 5,486.10-4 u; mp = 1,00728 u; mn = 1,00866 u; mHe = 4,00150 u b. Khối lượng và năng lượng - Hệ thức Anhxtanh: E  mc 2 Trong đó: m: là khối lượng của vật. c = 3.108 m/s là tốc độ ánh sáng trong chân không. Năng lượng tương ứng với khối lượng 1u (tính ra đơn vị eV): E = uc2  931,5 MeV 1 u  931,5 MeV/c2 MeV/c 2 cũng được coi là một đơn vị đo khối lượng hạt nhân. - Theo lí thuyết Anhxtanh: một vật có khối lượng m0 ở trạng thái nghỉ, khi chuyển động với tốc độ v thì khối lượng sẽ tăng lên thành m m0 m v2 1 2 c Với: m0 là khối lượng nghỉ; m: là khối lượng động. m0c2 Khi đó: E  mc 2  gọi là năng lượng toàn phần. v2 1 2 c E  E 0   m  m 0  c 2 chính là động năng của vật. II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN – PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1. Lực hạt nhân -1- Lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là lực hút, gọi là lực hạt nhân, có tác dụng liên kết các nuclôn lại với nhau. Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện, nó không phụ thuộc vào điện tích của nuclôn. So với lực tĩnh điện và lực hấp dẫn, lực hạt nhân có cường độ rất lớn (hay còn gọi là lực tương tác mạnh) và chỉ tác dụng khi hai nuclôn cách nhau một khoảng bằng hoặc nhỏ hơn kích thước hạt nhân (khoảng 1015 m). 2. Độ hụt khối và năng lượng liên kết của hạt nhân a. Độ hụt khối Độ hụt khối của một hạt nhân là hiệu số giữa tổng khối lượng của các nuclôn tạo nên hạt nhân và khối lượng của hạt nhân đó, kí hiệu là m . m   Zm p   A  Z  m n   m X b. Năng lượng liên kết Năng lượng liên kết của một hạt nhân là năng lượng tối thiểu cần thiết phải cung cấp để tách các nuclôn, được đo bằng tích của độ hụt khối với thừa số c2. Wlk   Zm p   A  Z  m n  m X  c 2  m.c 2 c. Năng lượng liên kết riêng Năng lượng liên kết riêng = Wlk/A Mức độ bền vững của hạt nhân phụ thuộc vào năng lượng liên kết riêng, thường là những hạt nhân có: 50 < A < 95 nằm trong bảng tuần hoàn. 3. Phản ứng hạt nhân - Phản ứng hạt nhân là quá trình các hạt nhân có thể tương tác với nhau và biến đổi thành hạt nhân khác. A A1 A2  Z33 C  AZ44 D Ví dụ: Z1 A  Z2 B  - Phản ứng hạt nhân được chia làm 2 loại: phản ứng hạt nhân tự phát và phản ứng hạt nhân kích thích. + Phản ứng hạt nhân tự phát: là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác. Ví dụ: quá trình phóng xạ. + Phản ứng hạt nhân kích thích: là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác. Ví dụ: phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch. a. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân: + Định luật bảo toàn điện tích (hay nguyên tử số Z): Tổng điện tích của các hạt trước phản ứng và sau phản ứng bao giờ cũng bằng nhau. Ví dụ: Dựa vào phản ứng trên, theo định luật bảo toàn điện tích, ta có: Z1 + Z2 = Z3 + Z4 + Định luật bảo toàn số nuclôn (hay số khối A): Tổng số nuclôn của các hạt trước phản ứng và sau phản ứng bao giờ cũng bằng nhau. Ví dụ: Dựa vào phản ứng trên, theo định luật bảo toàn số khối, ta có: A1 + A2 = A3 + A4 + Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần: Năng lượng toàn phần bao gồm năng lượng ở dạng thông thường (như động năng hay lượng tử năng lượng) và năng lượng nghỉ. Tổng năng lượng toàn phần của các hạt trước phản ứng và tổng năng lượng toàn phần của các hạt sau phản ứng bao giờ cũng bằng nhau. Ví dụ: Dựa vào phản ứng trên, theo định luật bảo toàn năng lượng toàn phần, ta có: WđA + EA + WđB + EB = WđC + EC + WđD + ED 1 1 1 1  m A v A2  m A c 2  m B v B2  m Bc 2  m C v C2  m C c 2  m D v D2  m D c 2 2 2 2 2 r r + Định luật bảo toàn động lượng p  mv   Tổng véctơ động lượng của các hạt trước phản ứng bằng tổng véctơ động lượng của các hạt sau phản ứng. Ví dụ: Dựa vào phản ứng trên, theo định luật bảo toàn động lượng, ta có: r r r r pA  pB  pC  pD uur uur uur uur  m A vA  m B vB  mC vC  m D vD -2- * Chú ý: Trong phản ứng hạt nhân không có định luật bảo toàn khối lượng nghỉ. b. Năng lượng phản ứng hạt nhân m t = mA + mB: là tổng khối lượng của các hạt trước phản ứng. ms = mC + mD: là tổng khối lượng của các hạt sau phản ứng. + Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng: Nếu m t  ms thì phản ứng tỏa năng lượng, năng lượng tỏa ra được xác định: Wtỏa = (mt – ms)c2 > 0 + Phản ứng hạt nhân thu năng lượng: Nếu m t  ms phản ứng không thể tự nó xảy ra. Wthu = (mt – ms)c2 < 0 hoặc Wthu = (ms – mt)c2 > 0 Muốn cho phản ứng xảy ra thì phải cung cấp cho các hạt A và B một năng lượng dưới dạng động năng Wđ. Vì các hạt sinh ra có động năng nên năng lượng cung cấp cần phải thỏa mãn điều kiện: W = (ms – mt)c2 + Wđ III. PHÓNG XẠ 1. Định nghĩa hiện tượng phóng xạ Phóng xạ là quá trình phân hủy tự phát của một hạt nhân không bền vững (tự nhiên hay nhân tạo). Quá trình phân hủy này kèm theo sự tạo ra các hạt và có thể kèm theo sự phát ra các bức xạ điện từ. Hạt nhân tự phân hủy gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân được tạo thành sau phân hủy là hạt nhân con. 2. Các dạng phóng xạ a. Phóng xạ  (anpha): là chùm các hạt nhân 42 He (Hêli) được phóng ra từ hạt nhân với tốc độ 2.107 m/s. Quãng đường đi được của tia  trong không khí khoảng vài cm và trong vật rắn vài m. A Z A4 X   Z 2 Y  24 He A4  A Tổng quát: Z 2 Y Z X  b. Phóng xạ  (bêta): chia làm 2 loại: bêta trừ  và bêta cộng +. * Phóng xạ -: là quá trình phát ra tia -. Tia - là dòng các êlectron Tổng quát: A Z  e . 0 1 A   X  Z1 Y * Phóng xạ +: là quá trình phát ra tia +. Tia + là dòng các pôzitron  e . 1 0 A   A Z1 Y Tổng quát: Z X  c. Phóng xạ  (gamma): Hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích và chuyển từ mức năng lượng ở trạng thái kích thích về mức năng lượng thấp hơn đồng thời phát ra phôtôn. Phóng xạ  là phóng xạ đi kèm theo các phóng xạ  và . Không có biến đổi thành hạt nhân khác trong phóng xạ . 2. Định luật phóng xạ a. Đặc tính của quá trình phóng xạ - Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân. - Có tính tự phát và không điều khiển được và không chịu tác động của các yếu tố bên ngoài như: nhiệt độ, áp suất, … - Là một quá trình ngẫu nhiên. b. Định luật phóng xạ N  N0 2  t T  t T  N 0 e t m  m 0 2  m 0 e t Trong đó: N0, m0: là số hạt nhân và khối lượng ở thời điểm t0. N, m: là số hạt nhân và khối lượng ở thời điểm t. c. Chu kì bán rã Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi đại lượng thời gian T gọi là chu kì bán rã. Cứ sau thời gian 1 chu kì thì một nửa số nguyên tử chất đó biến thành chất khác. -3- T = ln2/ = 0,693/ d. Độ phóng xạ - Là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ , được xác định là số phân rã trong một giây. Đặc trưng cho tốc độ phân rã. - Kí hiệu là H và có đơn vị là Becơren (Bq) , với 1 Bq = 1 phân rã /s. - Xác định độ phóng xạ : H = N = H0e-t, trong đó H0 = λ.N0: được gọi là độ phóng xạ ban đầu của hạt nhân. 3. Đồng vị phóng xạ nhân tạo - Đồng vị: là các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số prôtôn nhưng khác số nơtron nên khác số khối A, chúng ở cùng một vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn. - Đồng vị bền: là đồng vị mà hạt nhân của nó không có một biến đổi tự phát nào trong suốt quá trình tồn tại. - Đồng vị phóng xạ: là đồng vị mà hạt nhân của nó có thể phát ra những tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân của nguyên tố khác. - Đồng vị phóng xạ nhân tạo: là đồng vị phóng xạ do con người tạo ra. - Ứng dụng của đồng vị phóng xạ: 32 + Đồng vị 15 P là phóng xạ tia - dùng làm nguyên tố phóng xạ đánh dấu trong công nghiệp. + Đồng vị Cacbon 14 6 C phóng xạ tia  có chu kì bán rã 5600 năm được dùng để định tuổi các đồ vật, bằng cách đo độ phóng xạ của mẫu vật cổ và mẫu vật hiện nay (cùng chất, cùng khối lượng) rồi dùng định luật phóng xạ suy ra tuổi. IV. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH 1. Phản ứng phân hạch là gì ? - Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai hạt nhân nhẹ hơn. * Đặc điểm của sự phân hạch: + Quá trình phân hạch không xảy ra trực tiếp mà trải qua trạng thái kích thích (nghĩa là để tạo nên phản ứng phân hạch của hạt nhân X phải truyền cho hạt nhân X một năng lượng đủ lớn gọi là năng lượng kích hoạt). n  X   X*   Y  Z  kn + Mỗi phản ứng phân hạch sinh ra từ 2 đến 3 nơtron và tỏa ra một năng lượng khoảng 210 MeV. 2. Phản ứng phân hạch dây truyền: - Phản ứng phân hạch sinh ra một số nơtron thứ cấp. Sau mỗi lần phân hạch còn lại trung bình k nơtron. n  X   X*   Y  Z  kn + Khi k < 1, phản ứng phân hạch dây truyền tắt nhanh. + Khi k = 1, phản ứng phân hạch dây truyền tự duy trì và năng lượng phát ra không đổi theo thời gian. + Khi k > 1, phản ứng phân hạch dây truyền tự duy trì và năng lượng phát ra tăng nhanh và có thể gây nên bùng nổ. Khối lượng tối thiểu của chất phân hạch để phản ứng phân hạch dây truyền duy trì gọi là khối lượng tới hạn. Với 235 U khối lượng tới hạn vào cỡ 15 kg, với 239 Pu khối lượng tới hạn vào cỡ 5 kg. 3. Phản ứng phân hạch có điều kiên: - Phản ứng phân hạch có điều kiện được thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân, ứng với trường hợp k = 1. - Để đảm bảo cho k = 1, người ta dùng những thanh điều khiển có chứa Bo hay Cađimi để hấp thụ bớt nơtron. - Nhiên liệu phân hạch trong các lò phản ứng thường là 235 U và 239 Pu . V. PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH 1. Phản ứng nhiệt hạch là gì? - Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng kết hợp hai hay nhiều hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn. Thường chỉ xét hạt nhân có số khối A  10 . 2 3 4 1 Ví dụ: 1 H 1 H  2 He  0 n Phản ứng trên tỏa năng lượng: Wtỏa = 17,6 MeV/1hạt nhân. - Phản ứng nhiệt hạch được thực hiện ở nhiệt độ rất cao (hàng trăm triệu độ). 2. Năng lượng nhiệt hạch - Năng lượng nhiệt hạch là năng lượng tỏa ra bởi các phản ứng nhiệt hạch gọi là năng lượng nhiệt hạch. -4- B. ĐỀ MINH HỌA PHẦN VẬT LÍ HẠT NHÂN 1. Tính chất hóa học của một nguyên tử phụ thuộc A. nguyên tử số. B. số khối. C. khối lượng nguyên tử. D. số các đồng vị. 2. Các đồng vị của cùng một nguyên tố có cùng A. số prôtôn. B. số nơtron. C. số nuclôn. D. khối lượng nguyên tử. 27 3. Số nuclon và số nơtron trong hạt nhân 13 Al lần lượt là A. 13; 27. B. 27; 13. C. 27; 14. D. 14; 27. 4. Năng lượng liên kết riêng A. giống nhau với mọi hạt nhân. B. lớn nhất với hạt nhân nhẹ. C. lớn nhất với các hạt nhân trung bình. D. lớn nhất với các hạt nhân nặng. 5. Bản chất lực tương tác giữa các nulôn trong hạt nhân là A. lực tĩnh điện. B. lực hấp dẫn. C. lực điện từ. D. lực tương tác mạnh. 6. Phạm vi tác dụng của lực tương tác mạnh trong hạt nhân là A. 10-13 cm. B. 10-8 cm. C. 10-10 cm. D. vô hạn. 7. Hạt nhân nào có năng lượng liên kết riêng lớn nhất trong các hạt nhân sau đây? A. Heli. B. Cacbon. C. Sắt. D. Urani. 8. Phóng xạ là phản ứng hạt nhân A. thu năng lượng. B. tỏa năng lượng. C. không thu, không tỏa năng lượng. D. tỏa hay thu năng lượng là tùy trường hợp. 9. Quá trình phóng xạ nào không có sự thay đổi cấu tạo hạt nhân? A. Phóng xạ α. B. Phóng xạ β-. C. Phóng xạ β+. D. Phóng xạ γ. 10. Phần lớn năng lượng giải phóng trong phân hạch là A. động năng các nơtron phát ra. B. động năng các mảnh. C. năng lượng tỏa ra do phóng xạ các mảnh. D. năng lượng các phôtôn của tia γ. 11. Trong sự phân hạch của hạt nhân 235 , gọi k là hệ số nhân nơtron. Phát biểu nào sau đây là đúng? U 92 A. Nếu k < 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền xảy ra và năng lượng tỏa ra tăng nhanh. B. Nếu k = 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra. C. Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra. D. Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và có thể gây nên bùng nổ. 12. Phản ứng nhiệt hạch là sự A. kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn ở nhiệt độ rất cao. B. kết hợp hai hạt nhân có khối lượng trung bình thành một hạt nhân rất nặng ở nhiệt độ cao. C. phân chia một hạt nhân nhẹ thành hai hạt nhân nhẹ hơn kèm theo sự toả nhiệt. D. phân chia một hạt nhân rất nặng thành các hạt nhân nhẹ hơn. 13. Cho các tia phóng xạ , +, -,  đi vào một điện trường đều theo phương vuông góc với các đường sức. Tia không bị lệch phương trong điện trường là A. tia β + . B. tia -. C. tia γ. D. tia . 14. Cho phản ứng hạt nhân: A  B + C. Biết ban đầu hạt nhân A đứng yên. Có thể kết luận về hướng và độ lớn vận tốc các hạt sau phản ứng là A. cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ với khối lượng. B. cùng phương, cùng chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng. C. cùng phương, cùng chiều, độ lớn tỉ lệ với khối lượng. D. cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng. 15. Chọn câu sai. Tia anpha α A. gồm các hạt nhân của nguyên tử hêli 42 He. B. có thể xuyên qua một tấm thuỷ tinh dày. C. làm ion hoá môi trường. D. bị lệch quỹ đạo trong điện trường. 16. Trong phóng xạ α A. hạt nhân con lùi (đi về phía đầu bảng HTTH) một ô. B. hạt nhân con lùi (đi về phía đầu bảng HTTH) hai ô. C. hạt nhân con tiến (đi về phía cuối bảng HTTH) một ô. D. hạt nhân con tiến (đi về phía cuối bảng HTTH) hai ô. -5- 17. Khi một hạt nhân nguyên tử phóng xạ lần lượt một tia  rồi một tia - thì hạt nhân nguyên tử sẽ biến đổi như thế nào? A. Số khối giảm 4, số prôtôn giảm 2. B. Số khối giảm 4, số prôtôn giảm 1. C. Số khối giảm 4, số prôtôn tăng 1. D. Số khối giảm 2, số prôtôn giảm 1. 18. Phản ứng hạt nhân không tuân theo định luật A. bảo toàn khối lượng tĩnh (nghỉ). B. bảo toàn điện tích. C. bảo toàn năng lượng toàn phần. D. bảo toàn động lượng. 19. Cho mC = 12 u; mp= 1,00728 u; mn = 1,00867 u, 1 u = 931,5 MeV/c2. Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân 12 6 C thành các nuclôn riêng biệt bằng A. 8,91 MeV. B. 44,77 MeV. C. 89,14 MeV. D. 72,72 MeV. 10 20. Hạt nhân 4 Be có khối lượng 10,0135 u. Khối lượng của nơtron mn = 1,0087 u, khối lượng của prôtôn mP = 1,0073 u, 1 u = 931,5 MeV/c2. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 104 Be là A. 0,6321 MeV. B. 63,2152 MeV. C. 6,3249 MeV. D. 632,1531 MeV. 2 21. Tính năng lượng liên kết hạt nhân Đơtêri 1 D ? Cho mp = 1,0073 u, mn = 1,0087 u, mD = 2,0136 u; 1 u = 931,5 MeV/c2. A. 2,431 MeV. B. 1,122 MeV. C. 1,243 MeV. D. 2,236 MeV. 37 22. Tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 17 Cl . Biết mp = 1,00728 u; mn = 1,00867 u; mCl = 36,95655 u và 1 u = 931,5 MeV/c2. A. 8,475 MeV. B. 8,575 MeV. C. 8,675 MeV. D. 8,875 MeV. 235 23. Năng lượng liên kết riêng của 92 U là 7,7 MeV thì khối lượng hạt nhân U235 là bao nhiêu? Biết mp=1,0073 u; mn= 1,0087 u và 1 u = 931,5 MeV/c2. A. 234,0015 u. B. 236,0912 u. C. 234,9731 u. D. 234,1197 u. 24. Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 3,8 ngày. Sau thời gian 11,4 ngày thì 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%. 25. Một chất phóng xạ ban đầu có N hạt nhân. Sau 1 năm, còn lại một phần ba số hạt nhân ban đầu chưa phân 0 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. 226 26. Tính số hạt nhân bị phân rã sau 1 s trong 1 g Rađi Ra . Cho biết chu kì bán rã của 226 Ra là 1580 năm. Số Avôgađrô là NA = 6,02.1023 mol-1. (1 năm có 365 ngày). A. 3,55.1010 hạt. B. 3,40.1010 hạt. C. 3,75.1010 hạt. D. 3,70.1010 hạt. 60 Co phát ra tia - và α với chu kì bán rã T = 71,3 ngày. Trong 365 ngày, phần 27. Đồng vị phóng xạ Côban 27 trăm chất Côban này phân rã bằng A. 97,12%. B. 80,09%. C. 31,17%. D. 65,94%. 210 23 -1 28. Lấy chu kì bán rã của pôlôni 84 Po là 138 ngày và N = 6,02.10 mol . Độ phóng xạ ban đầu của 42 mg A pôlôni là A. 7.1010 Bq. B. 7.1014 Bq. C. 7.1012 Bq. D. 7.109 Bq. ─ 29. Đồng vị 24 11 Na có chu kì bán rã T = 15 h , Na là chất phóng xạ β và tạo thành đồng vị của magiê. Mẫu Na có khối lượng ban đầu m0 = 24 g. Cho NA = 6,02.1023 mol-1. Độ phóng xạ ban đầu của 24 11 Na bằng A. 7,73.1018 Bq. B. 2,78.1022 Bq. C. 1,67.1024 Bq. D. 3,22.1017 Bq. 30. 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. 31. 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. 1 giờ. B. 1,5 giờ. C. 0,5 giờ. D. 2 giờ. -6- 32. 24 11 Na là một chất phóng xạ. Sau thời gian 105 h thì độ phóng xạ của nó giảm đi 128 lần. Chu kì bán rã của 24 11 Na là A. 7,5 h. B. 15 h. C. 30 h. D. 3,75 h. 234 33. Tìm năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân 92 U phóng xạ tia α và tạo thành đồng vị Thôri 23090Th . Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt α là 7,1 MeV, của 234U là 7,63 MeV, của 230Th là 7,7 MeV. A. 10,82 MeV. B. 13,98 MeV. C. 11,51 MeV. D. 17,24 MeV. 34. Hoàn thành các phương trình phản ứng hạt nhân sau: a. 105 Bo + X → α + 48 Be A. 31 T. B. 21 D. C. 01 n. D. 11 p. – 95 139 b. n + 235 92 U → 42 Mo + 57 La + 2X + 7β ; haït X laø A. êlectron. B. prôton. C. heli. D. nơtron. – 24 c. Hạt nhân 11 Na phân rã β và biến thành hạt nhân X. Số khối A và nguyên tử số Z của hạt X có giá trị A. A = 24; Z = 10. B. A = 23; Z = 12. C. A = 24; Z = 12. D. A = 24; Z = 11. d. U238 sau một loạt phóng xạ α và - biến thành chì. Phương trình phản ứng là 238 206 4 0  92 U → 82 Pb + x 2 He + y 1  . y có giá trị là A. y = 4. B. y = 5. C. y = 6. D. y = 8. 232 e. Sau bao nhiêu lần phóng xạ α và bao nhiêu lần phóng xạ  thì hạt nhân 90Th biến đổi thành hạt nhân 208 82 Pb ? – – A. 4 lần phóng xạ α; 6 lần phóng xạ β . B. 6 lần phóng xạ α; 8 lần phóng xạ β . C. 8 lần phóng xạ; 6 lần phóng xạ β–. D. 6 lần phóng xạ α; 4 lần phóng xạ β–. f. Cho phản ứng hạt nhân: T + X → α + n. X là hạt nhân A. nơtron. B. prôtôn. C. triti. D. đơtơri. 20 23 2 4 35. Thực hiện phản ứng hạt nhân sau: 11 Na + 1 D → 2 He + 10 Ne . Biết mNa = 22,9327 u; mHe = 4,0015 u; mNe = 19,9870 u; mD = 2,0136 u và 1 MeV = 1,6.10-13 J. Phản ứng trên toả hay thu một năng lượng bằng bao nhiêu? A. thu 1,4275.10-10 J. B. toả 1,4275.10-10 J. C. thu 14,275.10-10 J. D. toả 14,275.10-10 J. 36. Trong phản ứng phân hạch hạt nhân Urani 235 92 U năng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là 200 MeV. Tính năng lượng toả ra trong quá trình phân chia hạt nhân của 1 kg Urani trong lò phản ứng. Biết: NA = 6,02.1023 mol-1; 1 MeV = 1,6.10-13 J. A. 8,2.1012 J. B. 8,2.1013 J. C. 7,6.1012 J. D. 7,6.1013 J. 37. Cho phản ứng hạt nhân: 31T + 21 D  42 He + X + 17,6 MeV. Tính năng lượng toả ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 2 g Hêli. A. 52,976.1023 MeV. B. 5,2976.1023 MeV. C. 2,012.1023 MeV. D. 2,012.1024 MeV. 30 38. Hạt α bắn vào hạt nhân Al đứng yên gây ra phản ứng: α + 27 13 Al → 15 P + n. Phản ứng thu năng lượng Q = 2,7 MeV. Biết hai hạt sinh ra có cùng vận tốc. Tính động năng của hạt α. (coi khối lượng hạt nhân tính theo u bằng số khối của chúng). A. 1,3 MeV. B. 13 MeV. C. 3,1 MeV. D. 31 MeV. 39. Người ta dùng hạt prôtôn có động năng Wp= 2,69 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên thu được 2 hạt α có cùng động năng. Cho mp = 1,0073 u; mLi = 7,0144 u; mα = 4,0015 u ; 1 u = 931,5 MeV/c2, 1 u = 1,66055.10-27 kg. Tính động năng và vận tốc của mỗi hạt α tạo thành. A. 9,755 MeV; 3,2.107 m/s. B. 10,054 MeV; 2,2.107 m/s. 7 C. 10,054 MeV; 3,2.10 m/s. D. 9,755 MeV; 2,2.107 m/s. 40. Một nơtron có động năng Wn = 1,1 MeV bắn vào hạt nhân Liti đứng yên gây ra phản ứng: 1 6 4 0 n + 3 Li → X+ 2 He. Biết hai hạt sinh ra bay theo phương vuông góc với nhau. Động năng của hạt nhân X và hạt nhân He lần lượt là bao nhiêu? Cho mn = 1,00866 u; mx = 3,01600 u; mHe = 4,00160 u; mLi = 6,00808 u; 1 u = 931,5 MeV/c2. A. 0,1211 MeV và 0,1872 MeV. B. 0,0879 MeV và 0,2110 MeV. C. 0,1872 MeV và 0,1211 MeV. D. 0,2110 MeV và 0,0879 MeV. -7-