HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
Chuyên Đề 7: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Nội dung chuyên đề:
۞ Phần 1: Cấu Tạo Hạt Nhân
۞ Phần 2: Thuyết Tương Đối
۞ Phần 3: Năng Lượng Liên Kết Hạt Nhân
۞ Phần 4: Phản Ứng Hạt Nhân
۞ Phần 5: Bài Tập Về Chất Phóng Xạ
PHẦN 1: CẤU TẠO HẠT NHÂN
I. LÍ THUYẾT
1. Cấu tạo hạt nhân
Nguyên tử có cấu tạo rỗng gồm một hạt nhân mang điện tích dương ở giữa và electron chuyển động xung quanh.
Hạt nhân được tạo thành bởi 2 loại hạt là proton và notron; hai loại hạt này có tên chung là nuclon:
Hạt
Điện tích
Khối lƣợng
Proton (p)
+e
1,67262.10-27 kg
Notron (n)
0
1,67493.10-27 kg
Hạt nhân X luôn có N nơtron và Z prôtôn; Z được gọi là nguyên tử số; tổng số A = Z + N gọi là số khối
Hạt nhân được kí hiệu AZ X
Ví dụ. Hạt nhân
23
11
Na có 11 proton và (23 – 11) = 12 notron.
Hạt nhân 11 H có 1 proton và (1 – 1) = 0 notron.
2. Đồng vị
Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z nhưng có số nơtron N khác nhau nên số khối
A cũng khác nhau.
Ví dụ. Hiđrô có 3 đồng vị : hiđrô thường 11 H ; đơteri 21 H (hay 21 D ) và triti 31 H (hay 31T ).
3. Khối lƣợng hạt nhân
Trong vật lí hạt nhân, khối lượng thường được đo bằng đơn vị khối lượng nguyên tử. Kí hiệu là u. Theo định
nghĩa, u có trị số bằng
1u
1
khối lượng của đồng vị cacbon 126 C
12
1
1
12
mC .
(gam) 1,66.1027 kg
23
12
12 6,023.10
Khối lượng của các nuclon tính theo đơn vị u thường dùng mp = 1,0073u và mn = 1,0087u
II. BÀI TẬP
Câu 1. Hạt nhân nguyên tử cấu tạo bởi
A. prôtôn, nơtron và êlectron.
B. nơtron và êlectron.
C. prôtôn, nơtron.
D. prôtôn và êlectron.
Câu 2. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ
A. các prôtôn.
B. các nơtrôn.
C. các nuclôn.
D. các electrôn.
Câu 3. Kí hiệu của hạt nhân nguyên tử X có 3 proton và 4 notron là
A. 43 X.
B. 73 X.
C. 47 X.
D. 73 X.
Câu 4 (CĐ-2007): Hạt nhân Triti 31T có
A. 3 nuclôn, trong đó có 1 prôtôn.
C. 3 nuclôn, trong đó có 1 nơtrôn (nơtron).
Câu 5 (CĐ-2013): Hạt nhân
35
17
B. 3 nơtrôn (nơtron) và 1 prôtôn.
D. 3 prôtôn và 1 nơtrôn (nơtron).
Cl có
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 1/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
A. 17 nơtron
B. 35 nơtron
C. 35 nuclôn
D. 18 prôtôn
Câu 6 (CĐ-2012): Hai hạt nhân T và He có cùng
3
1
3
2
A. số nơtron.
B. số nuclôn.
C. điện tích.
D. số prôtôn.
Câu 7: Nguyên tử mà hạt nhân có số proton và số notron tương ứng bằng số notron và số proton có trong hạt
nhân nguyên tử 23 He , là nguyên tử
A. hêli.
B. liti.
Câu 8 (ĐH-2010): So với hạt nhân
D. đơteri.
C. triti.
29
14
Si , hạt nhân
A. 11 nơtrôn và 6 prôtôn.
C. 6 nơtrôn và 5 prôtôn.
40
20
Ca có nhiều hơn
B. 5 nơtrôn và 6 prôtôn.
D. 5 nơtrôn và 12 prôtôn.
Câu 9 (ĐH-2007): Biết số Avôgađrô là 6,02.1023/mol, khối lượng mol của urani
(nơtron) trong 119 gam urani
238
92
238
92
U là 238 g/mol. Số nơtrôn
U là
A. 8,8.1025.
B. 1,2.1025.
C. 4,4.1025.
D. 2,2.1025.
Câu 10 (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
22
A. 6,826.10 .
27
13
Al là
22
B. 8,826.10 .
C. 9,826.1022.
Câu 11 (CĐ-2009): Biết số Avôgađrô NA = 6,02.1023 mol-1. Trong 59,50 g
23
25
D. 7,826.1022.
238
92
U có số nơtron xấp xỉ là
25
A. 2,38.10 .
B. 2,20.10 .
C. 1,19.10 .
D. 9,21.1024.
Câu 12 (CĐ-2013): Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của nó có
A. cùng khối lượng, khác số nơtron.
B. cùng số nơtron, khác số prôtôn.
C. cùng số prôtôn, khác số nơtron.
D. cùng số nuclôn, khác số prôtôn.
Câu 6 (ĐH-2014): Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân có cùng số
A. nuclôn nhưng khác số prôtôn.
B. nơtron nhưng khác số prôtôn.
C. nuclôn nhưng khác số nơtron.
D. prôtôn nhưng khác số nuclôn.
Câu 13: Đơn vị khối lượng nguyên tử có trị số bằng
1
A. Khối lượng của một nguyên tử hydro
B.
khối lượng của đồng vị cacbon 126 C
12
C. Khối lượng của một nguyên tử Cacbon
D. Khối lượng của một nuclon
Câu 14: Có thể coi hạt nhân nguyên tử như một quả cầu bán kính R 1,2.1015 3 A (m), trong đó A là số khối.
Mật độ điện tích của hạt nhân vàng
A. 8,9.1024 C / m3 .
197
79
Au là
B. 2,3.1017 C / m3 .
C. 1,8.1024 C / m3 .
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
D. 1,2.1015 C / m3 .
Trang 2/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
PHẦN 2: THUYẾT TƢƠNG ĐỐI
I. LÍ THUYẾT
Mối Liên Hệ Giữa Khối Lƣợng Và Năng Lƣợng
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 (c = 3.108 m/s là tốc độ ánh sáng trong chân không). Ta có hệ thức Anhxtanh:
E = mc2.
Năng lượng (tính theo đơn vị eV) tương ứng với khối lượng 1 u được xác định:
E = uc2 = 931,5 MeV 1u = 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
m0
lên thành m với: m
v2
1 2
c
trong đó m0: khối lượng nghỉ và m là khối lượng động (khối lượng tương đối tính).
Khi đó năng lượng toàn phần của vật cho bởi công thức : E mc2
m o c2
1
v2
c2
Năng lượng: E0 = m0c2 được gọi là năng lượng nghỉ.
Hiệu: E – E0 = (m – m0)c2 chính là động năng của vật, thường kí hiệu: Wđ = E – E0 = (m – m0)c2.
II. BÀI TẬP
Câu 1: Giả sử một người có khối lượng nghỉ m0, ngồi trong một con tàu vũ trụ đang chuyển động với tốc độ
0,8c (c là tốc độ ánh sang trong chân không). Khối lượng tương đối tính của người này là 100 kg. Giá trị của
m0 bằng
A. 60 kg.
B. 70kg.
C. 80 kg.
D. 64 kg.
Câu 2(ĐH-2013): Một hạt chuyển động với tốc độ 0,6c. So với khối lượng nghỉ, khối lượng tương đối tính của
vật
A. nhỏ hơn 1,5 lần.
B. lớn hơn 1,25 lần.
C. lớn hơn 1,5 lần.
D. nhỏ hơn 1,25 lần.
-31
Câu 3(AMS-2013): Electron có khối lượng nghỉ me = 9,1.10 kg, trong dòng hạt β- electron có vận tốc
2c
v
2.108 m/s. Khối lượng của electron khi đó là
3
A. 6,83.10-31 kg
B. 13,65.10-31 kg
C. 6,10.10-31 kg
D. 12,21.10-31 kg
Câu 4: Một electron đang chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không). Nếu tốc độ
tăng lên thành 0,8c thì khối lượng của electron sẽ tăng lên
A.
8
lần
3
B.
9
lần
4
C.
4
lần
3
D.
16
lần
9
Câu 5 (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. 1,25m0c2.
B. 0,36m0c2.
C. 0,25m0c2.
D. 0,225m0c2.
Câu 6: Một êlectron có khối lượng nghỉ bằng 0,511MeV/c2, chuyển động với vận tốc v = 0,60.c. Động năng
của êlectron đó có giá trị bằng
A. 0,0920MeV.
B. 0,128MeV.
C. 0,638MeV.
D. 0,184MeV.
Câu 7: Kí hiệu c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Một hạt vi mô, có năng lượng nghỉ E 0 và có vận tốc
bằng 12 c / 13 thì theo thuyết tương đối hẹp, năng lượng toàn phần của nó bằng
A. 13E 0 / 12.
B. 2,4E 0 .
C. 2,6E 0 .
D. 25E 0 / 13.
Câu 8: Một hạt đang chuyển động với tốc độ 0,6c (với c là tốc độ ánh sáng trong chân không) theo thuyết
tương đối thì hạt có động năng Wđ. Nếu tốc độ của hạt tăng 4/3 lần thì động năng của hạt sẽ là
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 3/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
5Wd
16Wd
4Wd
8Wd
B.
C.
D.
3
3
3
3
Câu 9: Một hạt chuyển động với tốc độ 1,8.105 km/s thì nó có năng lượng nghỉ gấp mấy lần động năng của nó?
A. 4 lần.
B. 2,5 lần
C. 3 lần
D. 1,5 lần
Câu 10 (PBC3-2013): Một electron đang chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân
4
không). Nếu tốc độ của nó tăng lên lần so với ban đầu thì động năng của electron sẽ tăng thêm một lượng:
3
5
2
5
37
A.
B. m 0 c2 .
C. m 0 c2 .
D.
m 0 c2 .
m 0 c2 .
3
120
12
3
Câu 11 (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. 2,41.108 m/s
B. 2,75.108 m/s
C. 1,67.108 m/s
D. 2,24.108 m/s
Câu 12: Theo thuyết tương đối, một hạt có năng lượng nghỉ gấp 4 lần động năng của nó, thì hạt chuyển động
với tốc độ
A. 1,8.105 km/s.
B. 2,4.105 km/s.
C. 5,0.105 m/s.
D. 5,0.108 m/s
Câu 13: Động năng của hạt mêzôn trong khí quyển bằng 1,5 lần năng lượng nghỉ của nó. Hạt mêzôn đó
chuyển động với tốc độ bằng
A.
8
8
8
8
A. 2,83.10 m/s.
B. 2,32.10 m/s.
C. 2,75.10 m/s.
D. 1,73.10 m/s.
Câu 14: Kí hiệu c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Một hạt vi mô, theo thuyết tương đối, có động năng
1
bằng năng lượng toàn phần của hạt đó thì vận tốc của hạt là
4
A.
5c
.
4
B.
2c
.
2
C.
3c
.
2
D.
Câu 15 (PBC3-2013): Một hạt có khối lượng nghỉ m0 chuyển động với tốc độ v
7c
.
4
8
c (c là tốc độ ánh sáng
3
trong chân không). Tỉ số giữa động năng và năng lượng nghỉ của hạt là
3
.
2
Câu 16: Đối với những hạt có tốc độ lớn, nếu tính động năng theo cơ học cổ điển Wđ = m0v2/2 thì sẽ có sai số đáng
kể. Nếu một hạt có sai số nói trên là 5% thì hạt đó có năng lượng toàn phần gấp bao nhiêu lần năng lượng nghỉ ?
A. 1,035.
B. 1,065.
C. 1,084.
D. 1,104.
Câu 17: Nếu tăng tốc độ của một hạt vi mô lên 2 lần thì động năng của nó tăng lên 5 lần. Hạt đó đang chuyển
động với tốc độ có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây ?
A. 9,4.107 m/s.
B. 7,5.107 m/s.
C. 6,6.107 m/s.
D. 4,4.107 m/s.
A. 1.
B. 2.
C. 0,5.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
D.
Trang 4/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
PHẦN 3: NĂNG LƢỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN
I. LÍ THUYẾT
1. Lực Hạt Nhân
Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực hạt nhân (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh). Lực hạt nhân có
tác dụng liên kết các nuclôn với nhau
Đặc điểm:
Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện; cũng không phải lực hấp dẫn đã học.
Lực hạt nhân là một loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân, có cường độ rất
lớn, còn gọi là lực tương tác mạnh.
Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (khoảng 10–15m).
2. Độ Hụt Khối, Năng Lƣợng Liên Kết
1. Độ hụt khối
Xét một hạt nhân
A
Z
X có Z proton và (A - Z) notron, ta hãy so sánh khối lượng hạt nhân này mX với tổng
khối lượng các nuclon tạo thành hạt hạt nhân đó: Z.mp + (A - Z).mn
Ví dụ: hạt nhân 42 He , hãy thử so sánh khối lượng hạt nhân này mHe = 4,00150u với tổng khối lượng các nuclon
(2 proton và 2 notron) tạo thành hạt nhân đó.
Thực nghiệm chứng tỏ: Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclon tạo thành
hạt nhân đó.
Độ chênh lệch giữa hai khối lượng đó được gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu là ∆m:
m Z.mp (A Z).mn mX
2. Năng lƣợng liên kết hạt nhân
a) Năng lượng liên kết hạt nhân
Đại lượng E = m.c2 được gọi là năng lượng liên kết các nuclôn trong hạt nhân, hay gọn hơn, năng lượng
liên kết hạt nhân.
E m.c2 m0 m .c2 Z.mp N.mn m .c2
b) Năng lượng liên kết riêng
E
A
Đặc điểm: Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho sự bền vững của hạt nhân. Hạt nhân có năng lượng liên
kết riêng càng lớn thì càng bền vững.
Những hạt nhân ở giữa bảng tuần hoàn ứng với : 50 < A < 70 thì bền vững hơn cả.
II. BÀI TẬP
Câu 1. Lực hạt nhân là lực nào sau đây?
A. Lực điện.
B. Lực từ.
C. Lực tương tác giữa các nuclôn.
D. Lực lương tác giữa các thiên hà.
Câu 2. 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 lương tác mạnh.
Câu 3. 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.
Câu 4 (ĐH-2013): Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì:
A. Năng lượng liên kết riêng càng nhỏ.
B. Năng lượng liên kết càng lớn
C. Năng lượng liên kết càng nhỏ.
D. Năng lượng liên kết riêng càng lớn.
Là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn, kí hiệu là và được cho bởi công thức
Câu 5: Trong số các hạt nhân
A.
197
79
Au .
B.
55
25
Mn ;
55
25
Mn .
197
79
Au ; 24 He ;
238
92
U hạt nhân nào bền vững nhất?
C.
238
92
U.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
D. 24 He .
Trang 5/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
Câu 6 (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).
Câu 7: 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.
Câu 8: Độ bền vững của hạt nhân phụ thuộc vào
A. khối lượng hạt nhân.
B. năng lượng liên kết.
C. độ hụt khối.
D. tỉ số giữa độ hụt khối và số khối.
Câu 8 (CĐ-2014): Năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân được tính bằng
A. tích của năng lượng liên kết của hạt nhân với số nuclôn của hạt nhân ấy.
B. tích của độ hụt khối của hạt nhân với bình phương tốc độ ánh sáng trong chân không.
C. thương số của khối lượng hạt nhân với bình phương tốc độ ánh sáng trong chân không.
D. thương số của năng lượng liên kết của hạt nhân với số nuclôn của hạt nhân ấy.
Câu 9 (CĐ-2012): Trong các hạt nhân: 24 He , 37 Li ,
A.
235
92
B.
U
56
26
56
26
Fe và
235
92
U , hạt nhân bền vững nhất là
C. 37 Li
Fe .
D. 24 He .
Câu 10 (CĐ-2009): Biết khối lượng của prôtôn; nơtron; hạt nhân
u và 1u = 931,5 MeV/c2. Năng lượng liên kết của hạt nhân
A. 14,25 MeV.
B. 18,76 MeV.
16
8
16
8
O lần lượt là 1,0073 u; 1,0087 u; 15,9904
O xấp xỉ bằng
C. 128,17 MeV.
D. 190,81 MeV.
Câu 11 (CĐ-2013): Cho khối lượng của prôtôn, nơtron và hạt nhân He lần lượt là: 1,0073u; 1,0087u và
4
2
4,0015u. Biết 1uc2 = 931,5 MeV. Năng lượng liên kết của hạt nhân 42 He là
A. 18,3 eV.
B. 30,21 MeV.
Câu 12 (CĐ-2008): Hạt nhân
37
17
C. 14,21 MeV.
D. 28,41 MeV.
Cl 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/c 2. Năng lượng liên kết riêng của
hạt nhân
37
17
Cl bằng
A. 9,2782 MeV.
B. 7,3680 MeV.
C. 8,2532 MeV.
D. 8,5684 MeV.
Câu 13 (ĐH-2013): Cho khối lượng của hạt proton, notron và hạt đơ tê ri D lần lượt là: 1,0073u; 1,0087u và
2
1
2,0136u. Biết 1u=931,5MeV/c2. Năng lượng liên kết của hạt nhân 12 D là:
A. 2,24MeV
B. 3,06MeV
Câu 14 (ÐH-2008): Hạt nhân
10
4
C. 1,12 MeV
D. 4,48MeV
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
A. 0,6321 MeV.
B. 63,2152 MeV.
C. 6,3215 MeV.
Câu 15 (ĐH-2010): Cho khối lượng của prôtôn; nơtron;
40
18
10
4
Be là
D. 632,1531 MeV.
Ar ; Li lần lượt là: 1,0073 u; 1,0087 u; 39,9525 u;
6
3
6,0145 u và 1 u = 931,5 MeV/c2. So với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 63 Li thì năng lượng liên kết riêng
của hạt nhân
40
18
Ar
A. lớn hơn một lượng là 5,20 MeV.
C. nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV.
B. lớn hơn một lượng là 3,42 MeV.
D. nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV.
Câu 16: Các hạt nhân hêli ( 42 He ), liti ( 63 Li ) và đơteri ( 21 D ), có năng lượng liên kết lần lượt là 28,4MeV;
39,2MeV và 2,24MeV. Sắp xếp các hạt nhân này theo thứ tự độ bền vững tăng dần, thứ tự đúng là
A. 42 He, 63 Li, 21 D .
B. 63 Li, 24 He, 21 D .
Câu 17: Năng lượng liên kết của hạt nhân
C. 21 D, 63 Li, 24 He .
56
26
D. 21 D, 24 He, 63 Li .
Fe; 132
56 Ba lần lượt là 492,3MeV; 1110MeV. Khi nói về độ bền
vững thì
A. chưa đủ điều kiện để kết luận hạt nhân nào bền vững hơn.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 6/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
B. hạt
132
56
Ba bền vững hơn
56
26
Fe vì có năng lượng liên kết riêng lớn hơn.
C. hạt
132
56
Ba bền vững hơn
56
26
Fe vì có năng lượng liên kết lớn hơn.
D. hạt
56
26
Fe bền vững hơn
132
56
Ba vì có năng lượng liên kết riêng lớn hơn.
Câu 18 (ĐH-2012): Các hạt nhân đơteri 21 H ; triti 31 H , heli 42 He có năng lượng liên kết lần lượt là 2,22 MeV;
8,49 MeV và 28,16 MeV. Các hạt nhân trên được sắp xếp theo thứ tự giảm dần về độ bền vững của hạt nhân là
A. 21 H ; 42 He ; 31 H .
B. 21 H ; 31 H ; 42 He .
Câu 19: Các hạt nhân đơteri 42 He ,
139
53
I,
235
92
C. 42 He ; 31 H ; 21 H .
D. 31 H ; 42 He ; 21 H .
U có khối lượng tương ứng là 4,0015u; 138,8970u và 234,9933u.
Biết khối lượng của hạt proton, notron lần lượt là: 1,0073u; 1,0087u. Các hạt nhân trên được sắp xếp theo thứ
tự giảm dần về độ bền vững của hạt nhân là
A. 42 He ;
139
53
I;
235
92
U.
B.
139
53
I ; 42 He , 235
92 U .
C.
235
92
U ; 42 He ; 139
53 I .
235
4
D. 139
53 I ; 92 U ; 2 He .
Câu 20 (ÐH-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.
Câu 21 (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.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 7/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
PHẦN 4: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
CÁC PHẢN ỨNG HẠT NHÂN: PHÓNG XẠ, NHIỆT HẠCH, PHÂN HẠCH
NỘI DUNG 1: CÁC LOẠI PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
I. LÍ THUYẾT
Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của hạt nhân, có hai loại phản ứng
a. Phản ứng hạt nhân tự phát
- Là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác.
b. Phản ứng hạt nhân kích thích
- Quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác.
Đặc điểm của phản ứng hạt nhân:
Biến đổi các hạt nhân.
Biến đổi các nguyên tố.
Không bảo toàn khối lượng nghỉ.
1. Phóng Xạ
1.1 Hiện tƣợng phóng xạ
a) Khái niệm
Hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, đồng thời phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành
hạt nhân khác được gọi là hiện tượng phóng xạ.
b) Đặc điểm
Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân.
Có tính tự phát và không điều khiển được.
Là một quá trình ngẫu nhiên.
1.2. Các tia phóng xạ
Các tia phóng xạ thường được đi kèm trong sự phóng xạ của các hạt nhân. Có 3 loại tia phóng xạ chính có bản
chất khác nhau là tia anpha (ký hiệu là α), tia beta(hí hiệu là ), tia gamma(kí hiệu là ).
Các tia phóng xạ là những tia không nhìn thấy được, nhưng có những tác dụng cơ bản như kích thích một số
phản ứng hóa học, ion hóa chất khí…
a) Phóng xạ α
Tia α thực chất hạt nhân của nguyên tử Heli, hí hiệu 42 He .
Phương trình phóng xạ α: AZ X AZ42Y 42 He
Dạng rút gọn AZ X
AZ42Y
Trong không khí, tia α chuyển động với vận tốc khoảng 107 m/s. Đi được chừng vài cm trong không khí và
chừng vài μm trong vật rắn, không xuyên qua được tấm bìa dày 1 mm.
b) Phóng xạ β
Tia là các hạt phóng xạ phóng xa với tốc độ lớn (xấp xỉ tốc độ ánh sáng), cũng làm ion hóa không khí nhưng
yếu hơn tia α. Trong không khí tia có thể đi được quãng đường dài vài mét và trong kim loại có thể đi
đƣợc vài mm. Có hai loại phóng xạ là + và –
Phóng xạ –
Tia – thực chất là dòng các electron
–
0
1
e
Phương trình phân rã có dạng: X Z A1Y 01 e 00
A
Z
Thực chất trong phân rã – còn sinh ra một hạt sơ cấp (goi là hạt phản notrino).
Phóng xạ +
Tia + thực chất là dòng các electron dương 01 e
Phương trình phân rã + có dạng: AZ X Z A1Y 01 e 00
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 8/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
Thực chất trong phân rã + còn sinh ra một hạt sơ cấp (goi là hạt notrino).
Chú ý: Các hạt notrino và phản notrino là những hạt không mang điện, có khối lượng bằng 0 và chuyển
động với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng.
c) Phóng xạ
Tia là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, cũng là hạt phôtôn có năng lượng cao, thường đi kèm trong cách
phóng xạ + và –
Tia có khả năng xuyên thấu lớn hơn nhiều so với tia α và .
2. Phản Ứng Phân Hạch
2.1. Khái niệm
Là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng hấp thụ một nơtron chậm vỡ thành hai hạt nhân trung bình đồng
thời phóng ra một số nơtron và tỏa ra một năng lượng rất lớn (khoảng 200 MeV).
Năng lượng tỏa ra dưới dạng động năng của các hạt.
Các nhiên liệu chủ yếu thực hiện phản ứng nhiệt hạch là
235
92
U và
239
94
Pu.
2.2. Cơ chế của phản ứng phân hạch
Để phản ứng có thể xảy ra được thì phải truyền cho hạt nhân mẹ X một năng lượng đủ lớn (giá trị tối thiểu của
năng lượng này gọi là năng lượng kích hoạt).
Cách đơn giản nhất để truyền năng lượng kích hoạt cho hạt nhân mẹ X là cho một nơtron bắn vào X để X bắt
(hoặc hấp thụ) nơtron đó và chuyển sang trạng thái kích thích. Trạng thái này không bền và kết quả xảy ra
phân hạch theo sơ đồ n X
X*
Y Z kn
Như vậy quá trình phân hạch của hạt nhân X không trực tiếp mà phải qua trạng thái kích thích.
Ví dụ:
1
0
236
95
235
1
n 92
U
92 U
39 Y 138
53 I 30 n
2.3. Đặc điểm
Sau mỗi phản ứng phân hạch đều có hơn 2 notron chậm được sinh ra.
Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng lớn, khoảng 200 MeV.
2.4. Phản ứng dây chuyền
Các nơtron tạo thành sau phân hạch có động năng lớn (nơtron nhanh) thường bị 238U hấp thụ hết hoặc thoát ra
ngoài khối Urani. Nếu chúng được làm chậm lại thì có thể gây ra sự phân hạch tiếp theo cho các hạt 235U khác
khiến cho sự phân hạch trở thành phản ứng dây chuyền.
Trên thực tế không phải mọi nơtron sinh ra đều có thể gây ra sự phân hạch (vì có nhiều nơ tron bị mất mát do
bị hấp thụ bởi các tạp chất trong nhiên liệu, bị 238U hấp thụ mà không gây nên phân hạch, hoặc bay ra ngoài
khối nhiên liệu...). Vì vậy muốn có phản ứng dây chuyền ta phải xét đến số nơtron trung bình k còn lại sau mỗi
phân hạch.
Gọi k là số nơtron còn lại sau phân hạch tiếp tục được 235U hấp thụ.
Nếu k >1: số phân hạch tăng lên rất nhanh với tốc độ k1, k2, k3…Phản ứng dây chuyền trở thành thác lũ
không thể không chế. Hệ thống gọi là vượt hạn. Đây chính là cơ chế nổ của bom nguyên tử.
Nếu k < 1: Phản ứng dây chuyền không thể xảy ra. Hệ thống gọi là dưới hạn.
Nếu k =1: Phản ứng dây chuyền có thể khống chế. Hệ thống gọi là tới hạn. Đâychính là cơ chế hoạt động của
nhà máy điện nguyên tử.
Muốn k 1 thì khối lượng Urani hoặc Plutoni phải đạt đến một trị số tối thiểu gọi là khối lượng tới hạn mth
Điều kiện để phản ứng dây chuyền xảy ra là k 1 và m > mth.
2.5. Lò phản ứng hạt nhân
Là thiết bị để tạo ra các phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và điều khiển được.
Nhiên liệu phân hạch trong các lò phản ứng hạt nhân thường là 235U hoặc 239Pu.
Để đảm bảo cho k = 1 người ta dùng các thanh điều khiển chứa Bo hay Cd, là các chất có tác dụng hấp thụ
nơtron (khi số nơtron trong lò tăng lên quá nhiều thì người ta cho các thanh điều khiển ngập sâu vào khu vực
chứa nhiên liệu để hấp thụ số nơtron thừa).
Năng lượng tỏa ra từ lò phản ứng không đổi theo thời gian.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 9/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
3. Phản Ứng Nhiệt Hạch
1) Khái niệm
Là phản ứng kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành hạt nhân nặng hơn.
2) Đặc điểm
Tuy một phản ứng nhiệt hạch tỏa ra một năng lượng nhỏ hơn một phản ứng phản ứng phân hạch nhưng nếu
tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng nhiệt hạch tỏa năng lượng lớn hơn phản ứng phân hạch.
Các phản ứng nhiệt hạch chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao, khoảng 50 đến 100 triệu độ vì chỉ ở nhiệt độ cao các
hạt nhân nhẹ mới thu được động năng đủ lớn thắng được lực đẩy Culông tiến lại gần nhau đến mức lực hạt
nhân tác dụng kết hợp chúng lại
điều kiện để xảy ra phản ứng nhiệt hạch là nhiệt độ phải rất lớn (lên đến hàng triệu độ).
Nguồn gốc năng lượng mặt trời và các sao là do phản ứng nhiệt hạch.
II. BÀI TẬP
Câu 1 (CĐ-2008): 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 2 (CĐ-2007): 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 (ĐH-2013): Tia nào sau đây không phải là tia phóng xạ:
A. Tia
B. Tia
C. Tia
D. Tia X.
Câu 4 (CĐ-2009): Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về hiện tượng phóng xạ?
A. Trong phóng xạ , hạt nhân con có số nơtron nhỏ hơn số nơtron của hạt nhân mẹ.
B. Trong phóng xạ -, hạt nhân mẹ và hạt nhân con có số khối bằng nhau, số prôtôn khác nhau.
C. Trong phóng xạ , có sự bảo toàn điện tích nên số prôtôn được bảo toàn.
D. Trong phóng xạ +, hạt nhân mẹ và hạt nhân con có số khối bằng nhau, số nơtron khác nhau.
Câu 5. Trong phóng xa ̣
A. hạt nhân con có số khối nhỏ hơn số khối của hạt nhân mẹ.
B. có tia phóng xạ là pôzitrôn.
C. có sự biến đổi một nơtrôn thành một prôtôn.
D. có hạt nhân con lùi một ô trong bảng phân loại tuần hoàn.
Câu 25 (ĐH-2014): Tia α
A. là dòng các hạt nhân 42 He .
B. là dòng các hạt nhân nguyên tử hiđrô.
C. có vận tốc bằng vận tốc ánh sáng trong chân không.
D. không bị lệch khi đi qua điện trường và từ trường.
Câu 6 (ĐH-2010): Khi nói về tia , phát biểu nào sau đây là sai?
A. Tia phóng ra từ hạt nhân với tốc độ bằng 2000 m/s.
B. Khi đi qua điện trường giữa hai bản tụ điện, tia bị lệch về phía bản âm của tụ điện.
C. Khi đi trong không khí, tia làm ion hóa không khí và mất dần năng lượng.
D. Tia là dòng các hạt nhân heli ( 42 He ).
Câu 7 (ĐH-2011): Khi nói về tia γ, phát biểu nào sau đây sai?
A. Tia không phải là sóng điện từ.
B. Tia có khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia X.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 10/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
C. Tia không mang điện.
D. Tia có tần số lớn hơn tần số của tia X.
Câu 8 (ĐH-2007): Phản ứng nhiệt hạch là sự
A. kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn trong điều kiện nhiệt độ rất cao.
B. kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình thành một hạt nhân rất nặng ở nhiệt độ rất cao.
C. phân chia một hạt nhân nhẹ thành hai hạt nhân nhẹ hơn kèm theo sự tỏa nhiệt.
D. phân chia một hạt nhân rất nặng thành các hạt nhân nhẹ hơn.
Câu 9 (ĐH-2010): Phản ứng nhiệt hạch là
A. sự kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình tạo thành hạt nhân nặng hơn.
B. phản ứng hạt nhân thu năng lượng .
C. phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn.
D. phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.
Câu 10 (CĐ-2008): Phản ứng nhiệt hạch là
A. nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời.
B. sự tách hạt nhân nặng thành các hạt nhân nhẹ nhờ nhiệt độ cao.
C. phản ứng hạt nhân thu năng lượng.
D. phản ứng kết hợp hai hạt nhân có khối lượng trung bình thành một hạt nhân nặng.
Câu 11: Chọn phát biểu đúng khi nói về phản ứng nhiệt hạch:
A. Phản ứng nhiệt hạch xảy ra khi có sự hấp thụ nơtrôn chậm của hạt nhân nhẹ.
B. Nhiệt độ rất cao trong phản ứng nhiệt hạch là để phá vỡ hạt nhân và biến đổi thành hạt nhân khác.
C. Điều kiện duy nhất để phản ứng nhiệt hạch xảy ra là phản ứng phải xảy ra ở nhiệt độ rất cao.
D. Nếu tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng nhiệt hạch tỏa ra năng lượng nhiều hơn phản ứng phân hạch.
Câu 12: Đặc điểm nào sau đây là một trong các đặc điểm khác nhau giữa sự phân hạch và sự phóng xạ ?
A. Sự phân hạch là phản ứng hạt nhân có điều khiển còn sự phóng xạ có tính tự phát và không điều khiển được.
B. Sự phân hạch là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng còn sự phóng xạ là phản ứng hạt nhân thu năng lượng.
C. Sản phẩm của phản ứng phân hạch có tính ngẫu nhiên còn sản phẩm của sự phóng xạ đã biết trước.
D. Trong quá trình phân hạch động lượng được bảo toàn còn trong quá trình phóng xạ thì động lượng thay đổi.
Câu 13 (ĐH-2010): Phóng xạ và phân hạch hạt nhân
A. đều có sự hấp thụ nơtron chậm.
B. đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng.
C. đều không phải là phản ứng hạt nhân.
D. đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.
Câu 14 (ĐH-2012): Phóng xạ và phân hạch hạt nhân
A. đều là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
B. đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng
C. đều là phản ứng tổng hợp hạt nhân
D. đều không phải là phản ứng hạt nhân
Câu 15: Trong phản ứng phân hạch hạt nhân, năng lượng mà phản ứng tỏa ra chủ yếu dưới dạng động năng của
A. các prôtôn.
B. các nơtron.
C. các mảnh sản phẩm.
D. các êlectron.
Câu 16 (ÐH-2009): Trong sự phân hạch của hạt nhân
235
92
U , gọi k là hệ số nhân nơtron. Phát biểu nào sau đây
là đúng?
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 tự duy trì và có thể gây nên bùng nổ.
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 không xảy ra.
Câu 17: Phản ứng phân hạch được thực hiện trong lò phản ứng hạt nhân. Để đảm bảo hệ số nhân nơtrôn k = 1,
người ta dùng các thanh điều khiển. Những thanh điều khiển có chứa:
A. urani và plutôni.
B. nước nặng.
C. bo và cađimi.
D. kim loại nặng.
Câu 18: Năng lượng toả ra từ lò phản ứng hạt nhân
A. Không đổi theo thời gian.
B. Thay đổi theo theo thời gian.
C. Tăng theo thời gian.
C. Giảm theo thời gian.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 11/29
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
NỘI DUNG 2: BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
I. LÍ THUYẾT
1. Định nghĩa
Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình biến đổi hạt nhân dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt khác.
X1 + X2 X3 + X4
trong đó X1, X2 là các hạt tương tác, còn X3, X4 là các hạt sản phẩm.
Sự phóng xạ: A B + C cũng là một dạng của phản ứng hạt nhân, trong đó A là hạt nhân mẹ, B là hạt nhân
con và C là hạt hoặc .
2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
Xét phản ứng hạt nhân:
A1
Z1
X1 AZ22 X2
AZ33 X3 AZ44 X4
a) 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
b) Bảo toàn số nuclôn (bảo toàn số A).
Tổng số nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng số nuclôn của các hạt sản phẩm.
A1 + A2 = A3 + A4
c) Bảo toàn động lượng.
Tổng động lượng của các hạt trước và sau phản ứng được bằng nhau
P1 P2 P3 P4 m1 v1 m2 v 2 m3 v3 m4 v 4
d) Bảo toàn năng lượng toàn phần.
Năng lượng toàn phần trước và sau phản ứng là bằng nhau. Năng lượng toàn phần gồm động năng và năng
lượng nghỉ nên ta có biểu thức của định luật bảo toàn năng lượng toàn phần:
mx1 c2 KX1 mx2 c2 KX2 mx3 c2 KX3 mx4 c2 KX4
3. Năng Lƣợng Toả Ra Hay Thu Vào Trong Phản Ứng Hạt Nhân
Gọi mtrước là tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng,
msau là tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng.
Năng lượng phản ứng hạt nhân: W = (mtrước - msau).c2
Nếu W > 0 thì phản ứng là toả năng lượng
Nếu W < 0 thì phản ứng là thu năng lượng.
Đối với phản ứng hạt nhân sản phẩm không sinh ra hạt e+ và e-, không kèm theo tia γ thì :
mtrước - msau = ∆msau - ∆mtrước
Khi đó, năng lượng phản ứng hạt nhân còn được tính theo các công thức sau:
W = (mtrước - msau).c2
= (∆msau - ∆mtrước). c2 = Wlk-sau - Wlk-trước
= Ksau - Ktrước
II. BÀI TẬP
Dạng 1. Phƣơng Trình Phản Ứng Hạt Nhân
Xét phản ứng hạt nhân:
A1
Z1
X1 AZ22 X2 AZ33 X3 AZ44 X4
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
Bảo toàn số nuclôn (bảo toàn số A).
Tổng số nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng số nuclôn của các hạt sản phẩm.
A1 + A2 = A3 + A4
→ Phản ứng hạt nhân nói chung không có bảo toàn số hạt proton, notron (do hạt e+ hoặc e- tham gia phản ứng)
nhưng bào toàn số nuclon.
→ Phản ứng hạt nhân mà không có sự tham gia của các hạt e+ hay e- thì bảo toàn số hạt proton, notron
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 12/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
Câu 1 (ĐH-2012): Trong một phản ứng hạt nhân, có sự bảo toàn
A. số prôtôn.
B. số nuclôn.
C. số nơtron.
Câu 24 (ĐH-2014): Trong phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn
A. số nuclôn.
B. động lượng.
C. số nơtron.
Câu 2: Trong phóng xạ β- luôn có sự bảo toàn
A. số nuclôn.
B. số nơtrôn.
C. động năng.
Câu 3: Trong phản ứng hạt nhân, không có sự bảo toàn
A. năng lượng toàn phần.
B. động lượng.
C. số nuclôn.
D. khối lượng
238
Câu 4 (CĐ-2008): Trong quá trình phân rã hạt nhân 92 U thành hạt nhân
D. khối lượng.
D. năng lượng toàn phần.
D. khối lượng.
234
92
hạt
A. nơtrôn (nơtron).
C. pôzitrôn (pôzitron).
Câu 5 (CĐ-2012): Cho phản ứng hạt nhân: X +
B. êlectrôn (êlectron).
D. prôtôn (prôton).
19
4
16
9 F 2 He 8 O . Hạt X là
A. anpha.
B. nơtron.
Câu 6 (CĐ-2013):: Trong phản ứng hạt nhân:
C. đơteri.
F p 168 O X , hạt X là
19
9
U , đã phóng ra một hạt α và hai
D. prôtôn.
A. êlectron.
B. pôzitron.
C. prôtôn.
D. hạt α.
226
222
Câu 7: (ÐH-2008): Hạt nhân 88 Ra biến đổi thành hạt nhân 86 Rn do phóng xạ
A. và -.
Câu 8. Hạt nhân
B. -.
C. .
226
88 Ra phóng xạ α cho hạt nhân con
A. 42 He
B.
226
87
D. +
C. 222
86 Rn
Fr
D.
226
89
Ac
–
Câu 9. Hạt nhân
phóng xạ β . Hạt nhân con sinh ra có
A. 5p và 6n.
B. 6p và 7n.
C. 7p và 7n.
30
Câu 10. Xác định hạt nhân X trong phản ứng hạt nhân sau 27
13 F α 15 P X
D. 7p và 6n.
A. 21 D
D. 31T
14
6C
B. nơtron
C. prôtôn
Câu 11. Hạt nhân 116 Cd phóng xạ +, hạt nhân con là
A.
11
7
N
B.
11
5
15
8
210
B
C.
O
D.
12
7
N
210
Câu 12. Bitmut 210
phóng ra hạt gì khi biến đổi thành pôlôni 84Po ?
83 Bi là chất phóng xạ. Hỏi Bitmut 83Bi
A. Pôzitrôn.
B. Nơtrôn.
C. Electrôn.
D. Prôtôn.
210
Câu 13. 83 Bi (bismut) là chất phóng xạ β . Hạt nhân con (sản phẩm của phóng xạ) có cấu tạo gồm
A. 84 nơtrôn và 126 prôton.
B. 126 nơtrôn và 84 prôton.
C. 83 nơtrôn và 127 prôton.
D. 127 nơtrôn và 83 prôton.
–
Câu 14. Từ hạt nhân 226
88 Ra phóng ra 3 hạt α và một hạt β , khi đó hạt nhân tạo thành là
A.
224
84 X
Câu 15. Đồng vị
B.
234
92
214
83 X
C.
218
84 X
D.
224
82 X
–
U sau một chuỗi phóng xạ α và β– biến đổi thành 206
82 Pb. Số phóng xạ α và β trong chuỗi
là
A. 7 phóng xạ α, 4 phóng xạ β–
C. 10 phóng xạ α, 8 phóng xạ β–
B. 5 phóng xạ α, 5 phóng xạ β–
D. 16 phóng xạ α, 12 phóng xạ β–
Câu 16. Sự phân hạch của hạt nhân urani 235
92 U khi hấp thụ một nơtron chậm xảy ra theo nhiều cách. Một trong
1
94
1
140
các cách đó được cho bởi phương trình 235
92 U 0 n
54 Xe 38 Sr k 0 n. Số nơtron được tạo ra trong phản
ứng này là
A. k = 3.
B. k = 6.
Câu 17. Một phản ứng phân hạch urani
này có mấy hạt êlectron bay ra ?
A. 0 hạt.
B. 7 hạt.
C. k = 4.
235
92
U vỡ thành hai nửa:
D. k = 2
95
42
Mo ,
139
57
La và hai hạt nơtron mới. Phản ứng
C. 6 hạt.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
D. 3 hạt.
Trang 13/29
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Dạng 2. Năng Lƣợng Toả Ra Hay Thu Vào Trong Phản Ứng Hạt Nhân
Năng lượng phản ứng hạt nhân:
W = (mtrước - msau).c2 = (∆msau - ∆mtrước). c2 = Wlk-sau - Wlk-trước = Ksau - Ktrước
W > 0: Phản ứng toả năng lượng
W < 0: Phản ứng thu năng lượng
Câu 1: Trong một phản ứng hạt nhân gọi: mt, ms là tổng khối lượng nghỉ các hạt tương tác trước phản ứng và
các hạt sản phẩm sau phản ứng; ∆mt, ∆ms là tổng độ hụt khối của các hạt nhân tương tác trước phản ứng và các
hạt nhân sản phẩm sau phản ứng. Hệ thức mt − ms = ∆ms − ∆mt đúng trong trường hợp nào dưới đây ?
A. Phóng xạ β+.
B. Phóng xạ α.
C. phóng xạ β−.
D. Phóng xạ γ.
Câu 2: Khi nói về phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng (không có hạt β và tia γ tham gia hoặc sinh ra trong
phản ứng) điều nào sau đây là sai?
A. Các hạt nhân sản phẩm bền hơn các hạt nhân tương tác.
B. Tổng độ hụt các hạt tương tác nhỏ hơn tổng độ hụt khối các hạt sản phẩm.
C. Tổng khối lượng các hạt tương tác nhỏ hơn tổng khối lượng các hạt sản phẩm.
D. Tổng năng lượng liên kết của các hạt sản phẩm lớn hơn tổng năng lượng liên kết của các hạt tương tác.
Câu 3: Chọn phát biểu đúng khi nói về phản ứng hạt nhân (không có hạt β và tia γ tham gia hoặc sinh ra trong
phản ứng):
A. Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng thì các hạt nhân sinh ra bền vững hơn hạt nhân ban đầu.
B. Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng nếu tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân tương tác nhỏ hơn tổng khối
lượng nghỉ của các hạt nhân tạo thành.
C. Phản ứng hạt nhân thu năng lượng nếu tổng độ hụt khối các hạt tham gia phản ứng nhỏ hơn tổng độ hụt
khối các hạt nhân tạo thành.
D. Phản ứng hạt nhân thu năng lượng nếu tổng năng lượng liên kết các hạt tham gia phản ứng lớn hơn tổng
năng lượng liên kết các hạt nhân tạo thành.
Câu 4: Một chất A phóng xạ : A B + . Gọi mA, mB, m, mA, mB, m lần lượt là khối lượng và độ hụt
khối của các hạt nhân A, B và . Hệ thức liên hệ đúng là
A. mB + m - mA = mB + m - mA
B. mB + m + mA = mA + mB + m
C. mA - mB - m = mA - mB - m
D. mB + m - mA = mA - mB - m
Câu 5. Xét phóng xạ AZ X
A4
Z 2
Y C . Như vậy
A. hạt Y bền hơn hạt X
B. C là nguyên tử Hêli
C. khố i lươ ̣ng ha ̣t X nhỏ hơn tổ ng khố i lươ ̣ng ha ̣t Y và ha ̣t C
D. đây là phản ứng thu năng lươ ̣ng
Câu 6 (ĐH-2011): 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 7 (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 126 thành các nuclôn riêng biệt bằng
A. 72,7 MeV.
B. 89,4 MeV.
C. 44,7 MeV.
D. 8,94 MeV.
Câu 8: Chọn phát biểu đúng.
A. Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số nơtron nhưng khác nhau về số proton gọi là các đồng vị.
B. Lực hạt nhân là lực liên kết các nuclon, nó chỉ có tác dụng ở khoảng cách rất ngắn vào cỡ 10-10m.
C. Độ hụt khối của hạt nhân là độ chênh lệch giữa tổng khối lượng của các nuclon tạo thành hạt nhân và khối
lượng hạt nhân.
D. Năng lượng liên kết của hạt nhân là năng lượng tối thiểu cần cung cấp để các nuclon (đang đứng riêng rẽ)
liên kết với nhau tạo thành hạt nhân.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 14/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
Câu 9 (CĐ-2007): Xét một phản ứng hạt nhân: H12 + H12 → He23 + n01 . Biết khối lượng của các hạt nhân
mH = 2,0135u ; mHe = 3,0149u ; mn = 1,0087u ; 1 u = 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.
Câu 10 (CĐ-2009): Cho phản ứng hạt nhân:
20
10
23
11
Na 11 H 42 He 20
10 Ne . Lấy khối lượng các hạt nhân
23
11
Na ;
Ne ; 42 He ; 11 H 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.
C. tỏa ra là 2,4219 MeV.
B. thu vào là 2,4219 MeV.
D. tỏa ra là 3,4524 MeV.
Câu 11 (ÐH-2009): Cho phản ứng hạt nhân: 31T 21 D 42 He X . 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 1u = 931,5 MeV/c 2. 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.
Câu 12: Biết phản ứng nhiệt hạch: 12 D 12 D 32 He n tỏa ra một năng lượng bằng Q = 3,25 MeV. Độ hụt
khối của 12 D là mD = 0,0024u. Năng lượng liên kết của hạt nhân 32 He là
A. 5,22 MeV.
B. 9,24 MeV.
C. 8,52 MeV.
D. 7,72 MeV.
Câu 13 (PBC3-2013): Cho phản ứng hạt nhân: T D He X 17,5 MeV . Lấy độ hụt khối của hạt
3
1
2
1
4
2
nhân T, hạt nhân D lần lượt là 0,009106 u; 0,002491 u và 1u = 931,5 MeV/c2. Năng lượng liên kết riêng của
hạt nhân 24 He là :
A. 6,775 MeV/nuclon
B. 27,3MeV/nuclon
C. 6,82 MeV/nuclon
D. 4,375MeV/nuclon
2
2
3
Câu 14. Xét phản ứng: 1 D + 1 D → 1T + p. Phát biểu nào sau đây sai ?
2
A. Hạt 1 D bề n hơn ha ̣t
3
1
T.
B. Phản ứng này rấ t khó xảy ra.
3
2
C. Tổ ng khố i lươ ̣ng ha ̣t 1T và hạt prôtôn nhỏ hơn tổng hai hạt 1 D .
D. Hạt 21 D là đồng vị của hạt nhân Hidrô.
Câu 15: Biết phản ứng nhiệt hạch: 31T 21 D 42 He X tỏa ra một năng lượng bằng Q = 3,25 MeV. Độ hụt
khối của 12 D là mD 0,0024u và 1u=931,5MeV/c2. Năng lượng liên kết của hạt nhân 32 He là
A. 5,22 MeV.
B. 9,24 MeV.
C. 8,52 MeV.
D. 7,72 MeV.
Câu 16: Cho phản ứng hạt nhân: T + D + n. Biết năng lượng liên kết riêng của hai hạt nhân T và lần
lượt là 2,823 MeV; 7,076 MeV và độ hụt khối của hạt nhân D là 0,0024u. Lấy 1u = 931,5 (MeV/c 2). Năng
lượng mà phản ứng tỏa ra là
A. 17,599 MeV.
B. 17,499 MeV.
C. 17,799 MeV.
D. 17,699 MeV.
Câu 17 (ĐH-2010): Pôlôni
210
84
Po 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 = 931,5
pôlôni phân rã xấp xỉ bằng
A. 5,92 MeV.
B. 2,96 MeV.
MeV
. Năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân
c2
C. 29,60 MeV.
D. 59,20 MeV.
Câu 18 (CĐ-2012): Cho phản ứng hạt nhân : D D He n . Biết khối lượng của 12 D,32 He,10 n lần lượt là
2
1
2
1
3
2
1
0
mD=2,0135u; mHe = 3,0149 u; mn = 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 19 (ĐH-2012): Tổng hợp hạt nhân heli 42 He từ phản ứng hạt nhân 11 H 73 Li 42 He X . 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.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 15/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
Câu 20: Cho phản ứng hạt nhân 11 H 73 Li 42 He X . Biết khối lượng các hạt đơteri, liti, heli trong phản ứng
trên lần lượt là 2,0136 u; 6,01702 u; 4,0015 u. Coi khối lượng của nguyên tử bằng khối lượng hạt nhân của nó.
Năng lượng toả ra khi có 1 g heli được tạo thành theo phản ứng trên là
A. 4,2.1010 J.
B. 3,1.1011 J.
C. 6,2.1011 J.
D. 2,1.1010 J.
Câu 21: Cho phản ứng hạt nhân: 11 p + 73 Li X + 42 He + 17,3MeV . Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1g
khí Hêli là
A. 26,04.1026 MeV .
B. 13,02.1026 MeV .
Câu 22: Cho phản ứng hạt nhân:
234
92
C. 13,02.1023 MeV .
D. 26,04.1023 MeV .
U 42 He 23090Th . Gọi a, b và c lần lượt là năng lượng liên kết riêng của các
hạt nhân Urani, hạt và hạt nhân Thôri. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này bằng
A. 4b + 230c - 234a.
B. 230c – 4b – 234a.
C. 234a - 4b – 230c.
D. 4b + 230c + 234a.
Câu 23 (CĐ-2011): Một hạt nhân của chất phóng xạ A đang đứng yên thì phân rã tạo ra hai hạt B và C. Gọi
mA, mB, mC 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?
Q
Q
A. mA mB mC 2
B. mA mB mC 2
c
c
Q
C. mA mB mC
D. mA 2 mB mC
c
Câu 24: Xét phản ứng phân hạch urani 235U có phương trình:
235
95
139
92 U n 42 Mo 57 La 2n 7e .
Cho biết
mU = 234,99 u; mMo = 94,88 u; mLa = 138,87 u. Bỏ qua khối lượng electron. Năng lượng mà một phân hạch toả
ra là
A. 107 MeV
B. 214 MeV
C. 234 MeV
D. 206 MeV
Câu 25: Một hạt α bắn vào hạt nhân
27
13
Al tạo ra nơtron và hạt X. Cho: mα = 4,0016u; mn = 1,00866u; mAl =
26,9744u; mX = 29,9701u; 1u = 931,5MeV/c2. Các hạt nơtron và X có động năng là 4 MeV và 1,8 MeV. Động
năng của hạt α là:
A. 3,23 MeV
B. 5,8 MeV
C. 7,8 MeV
D. 8,37 MeV
Câu 26 (CĐ-2011): Dùng hạt α bắn phá hạt nhân nitơ đang đứng yên thì thu được một hạt prôtôn và hạt nhân
ôxi theo phản ứng: 42 147 N 178 O 11 p . Biết khối lượng các hạt trong phản ứng trên là: mα = 4,0015 u; mN =
13,9992 u; mO = 16,9947 u; mp = 1,0073 u. Nếu bỏ qua động năng của các hạt sinh ra thì động năng tối thiểu
của hạt α là
A. 1,211 MeV.
B. 3,007 MeV.
C. 1,503 MeV.
D. 29,069 MeV.
Câu 27: Bắn hạt α vào hạt Nito đứng im để có phản ứng hạt nhân 147 N 178 O x ; các hạt sinh ra sau
phản ứng có động năng bằng nhau và hạt oxy có tốc độ 4,32.106m/s. Cho biết u = 1,66.1027kg. Phản ứng hạt
nhân này
A. thu năng lượng 1,21 MeV.
B. toả năng lượng 1,21 MeV.
C. thu năng lượng 1,50 MeV.
D. toả năng lượng 3,01 MeV.
Câu 28: Cho proton bằng vào hạt nhân 37 Li đứng yên sinh ra hai hạt nhân X có động năng như nhau và bằng
9,343 MeV. Năng lượng tỏa ra của phản ứng này là 17,2235MeV. Động năng của hạt proton là
A. 1,4625 MeV.
B. 3,0072 MeV.
C. 1,5032 MeV.
D. 29,0693 MeV.
Câu 29: Người ta dùng hạt proton bắn vào hạt nhân 49 Be đứng yên để gây ra phản ứng: p 49 Be X 36 Li
Biết động năng của các hạt p, X, 36 Li lần lượt là 5,45MeV, 4MeV và 3,575Mev, năng lượng của phản ứng trên
là bao nhiêu? (lấy khối lượng các hạt nhân theo đơn vị u gần đúng bằng số khối của chúng)
A. toả năng lượng 1,463 MeV.
B. thu năng lượng 3,0072 MeV.
C. toả năng lượng 2,125 MeV.
D. thu năng lượng 29,069 MeV.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 16/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
Câu 30: Hạt proton có động năng 5,58MeV bán vào hạt nhân
23
11
Na đứng yên gây ra phản ứng tỏa 3,67MeV;
23
20
p 11
Na 10
Ne . Biết hạt α sinh ra có động năng 6,6MeV. Động năng của hạt nhân Ne là bao nhiêu?
A. 2,65 MeV.
B. 2,72 MeV.
C. 2,50 MeV.
D. 5,06 MeV.
23
Câu 31. Một hạt proton có động năng 5,58 MeV bắn vào hạt nhân Na đứng yên, sinh ra hạt α và hạt X. Cho
mp = 1,0073u; mNa = 22,9854u; mα = 4,0015u; mX = 19,987u; 1u = 931 MeV/c2. Biết hạt α bay ra với động năng
6,6 MeV. Động năng của hạt X là
A. 2,89 MeV.
B. 1,89 MeV.
C. 3,91 MeV.
D. 2,56 MeV.
Câu 32: Hạt proton có động năng 5,95MeV bắn vào hạt nhân 49 Be sinh ra hạt X và hạt nhân 37 Li . Cho khối
lượng các hạt nhân Be, proton, Li và hạt X lần lượt là 9,01219u; 1,00783u; 6,01513u và 4,00260u. Cho u =
931MeV/c2. Biết hạt nhân Li bay ra với động năng 3,55MeV. Động năng của X là bao nhiêu?
A. 2,89 MeV.
B. 1,89 MeV.
C. 4,51 MeV.
D. 2,56 MeV.
Câu 33. Một proton có động năng là 4,8 MeV bắn vào hạt nhân
23
11
Na đứng yên tạo ra 2 hạt α và hạt X. Biết
động năng của hạt α là 3,2 MeV và vận tốc hạt α bằng 2 lần vận tốc hạt X. Năng lượng tỏa ra của phản ứng là
A. 1,5 MeV.
B. 3,6 MeV.
C. 1,2 MeV.
D. 2,4 MeV.
Câu 34: Cho phản ứng hạt nhân: 147 N 178 O x , trong đó hạt nhân Ni-tơ đứng yên. Biết phản ứng thu
1,21MeV. Giả sử hạt α có động năng là 9,1MeV; hạt oxy có động năng 5,159 MeV. Lấy khối lượng các hạt
theo đơn vị u gần bằng số khối của nó. Động năng của hạt x là bao nhiêu?
A. 1,554 MeV.
B. 2,121 MeV.
C. 1,235 MeV.
D. 2,731 MeV.
Câu 35: Dùng hạt α làm đạn bắn phá hạt nhân
14
7
N đang đứng yên gây ra phản ứng 147 N X p. Năng
lượng tối thiểu cần dùng cho phản ứng này là 1,21 MeV. Cho rằng khối lượng của các hạt nhân (tính theo đơn
vị khối lượng nguyên tử) bằng số khối của chúng. Biết rằng, hai hạt sinh ra trong phản ứng này có cùng véc tơ
vận tốc. Động năng của hạt α xấp xỉ bằng
A. 1,6 MeV.
B. 4 MeV.
C. 2,4 MeV.
D. 3,1 MeV.
Câu 36: Bắn hạt α có động năng 4MeV vào hạt nhân
14
7
N đứng yên tạo ra một hạt proton và hạt nhân X. Biết
rằng phản ứng thu 1,2103MeV năng lượng và hai hạt sinh ra sau phản ứng có vận tốc như nhau. Lấy khối
lượng các hạt nhân theo đơn vị u gần đúng bằng khối số của chúng. Tốc độ của hai hạt đó là
A. 5, 47.106 m / s
B. 4,37.106 m / s
C. 5,77.106 m / s
D. 2, 47.106 m / s
Câu 37. Một nơtron có động năng 1,15 MeV bắn vào hạt nhân 63 Li đứng yên tạo ra hạt α và hạt X, hai hạt này
bay ra với cùng vận tốc. Cho mα = 4,0016u; mn = 1,00866u; mLi = 6,00808u; mX = 3,016u; 1u = 931,5 MeV/c2.
Động năng của hạt X trong phản ứng trên là
A. 0,42 MeV.
B. 0,15 MeV.
C. 0,56 MeV.
D. 0,25 MeV.
Câu 38 (ĐH-2010): Dùng hạt prôtôn có động năng 1,6 MeV bắn vào hạt nhân liti ( 73 Li ) 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.
Câu 39: Bắn hạt α có động năng 9,1MeV vào hạt nhân
14
7
N thì thu được hạt nhân oxy và hạt proton. Biết rằng
tốc độ của proton lớn gấp 3 lần tốc độ của hạt nhân oxy. Cho khối lượng các hạt nhân theo đơn vị u gần đúng
bằng khối số của nó. Đông năng của proton bằng
A. 5,15865 MeV.
B. 2,73105 MeV.
C. 3,34352 MeV.
D. 7,93354 MeV.
Câu 40: Người ta dùng prôtôn có động năng 5,45MeV bắn phá hạt nhân 94 Be đang đứng yên có phản ứng:
1
1
p 94 Be X 2,15MeV .Tỉ số tốc độ hạt α và X sau phản ứng là
A. 1,790MeV
B. 4,343MeV
C. 4,122MeV
4
. Động năng hạt α là
3
D. 3,575 MeV
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 17/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
Câu 42: Cho phản ứng hạt nhân: 21 D + 21 D 31T + 11 H . Biết độ hụt khối của các hạt nhân 31T và 21 D lần lượt là
0,0087u và 0,0024u. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng trên khi dùng hết 1g 21 D là
A. 10,935.1023 MeV .
C. 5,467.1023 MeV .
B. 7,266MeV.
Câu 43: Cho phản ứng hạt nhân : D D He n . Biết khối lượng của
2
1
2
1
3
2
1
0
D. 3,633MeV.
2
1
D,32 He,10 n lần lượt là mD =
2,0135u; mHe = 3,0149 u; mn = 1,0087u. Tính khối lượng Đơteri cần thiết để có thể thu được năng lượng nhiệt
hạch tương đương với năng lượng toả ra khi đốt 1 tấn than. Biết năng lượng toả ra khi đốt 1kg than là 30 000
kJ.
A. 0,4 g.
B. 4 kg.
C. 8 g.
D. 4 g.
Câu 44: Cho phản ứng nhiệt hạch:
2
1
D 21 D → 23 He + n, Biết độ hụt khối mD 0, 0024u ,
3
m 3 He 0, 0305u , nước trong tự nhiên có lẫn 0,015% D2O, với khối lượng riêng của nước là 1000kg/m ,
2
1u=931,5 MeV/c2, NA=6,022.1023 mol-1. Nếu toàn bộ 12 D được tách ra từ 1m3 nước làm nhiên liệu cho phản
ứng trên thì năng lượng tỏa ra là:
A. 1,863.1026 MeV.
B. 1,0812.1026 MeV.
Câu 45: Dưới tác dụng của bức xạ γ, hạt nhân
C. 1,0614.1026 MeV.
9
4
D. 1,863.1026 J.
Be bị phân rã thành hạt nhân
4
2
He theo phản ứng:
94 Be 24 He 24 He 10 n . Cho biết mBe = 9,0021u; mHe = 4,0015u; mn= 1,0087u; 1uc2 = 931,5MeV.Bước
sóng lớn nhất của tia γ để phản ứng trên xảy ra là:
A. 0,1769.10-12m
B. 0,1129.10-12m
C. 0,4389.10-12m
D. 0,1398.10-12m
Câu 46: Một tầu phá băng nguyên tử có công suất là phản ứng P = 14,7MW. Nhiên liệu là Urani đã làm giầu
(chứa 25% U235). Tính khối lượng nhiên liệu để tàu phá băng hoạt động liên tục trong 30 ngày đêm. Biết rằng
một hạt U235 khi phân hạch tỏa ra q = 200MeV = 3,2.10-11(J). Nếu tàu phá băng này chạy bằng dầu có năng
suất tỏa nhiệt là 3.107J/kg thì phải tiêu thụ
A. 1270 tấn dầu
B. 1570 tấn dầu
C. 675 tấn dầu
D. 2345 tấn dầu
Câu 47. Trong phản ứng vỡ hạt nhân urani 235U năng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là
200 MeV. Khi 1 kg 235U phân hạch hoàn toàn thì toả ra năng lượng là
A. 8,21.1013 J.
B. 4,11.1013 J.
C. 5,25.1013 J.
D. 6,23.1021 J.
Câu 48 (ĐH-2013): Một lò phản ứng phân hạch có công suất 200W. 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 200MeV; số A- vô- ga –đro NA=6,02.1023mol-1. Khối lượng 235U mà
lò phản ứng tiêu thụ trong 3 năm là:
A. 461,6g
B. 461,6kg
C. 230,8kg
D. 230,8g
235
Câu 49: Trong phản ứng vỡ hạt nhân Urani U năng lượng trung bình toả ra khi phân chia một hạt nhân là
200 MeV. Một nhà máy điện nguyên tử dùng nguyên liệu Urani, có công suất 500 000 kW, hiệu suất là 20%.
Lượng tiêu thụ hàng năm nhiên liệu urani là
A. 961 kg.
B. 1121 kg.
C. 1352,5 kg.
D. 1421 kg.
Câu 50. Một nhà máy điện hạt nhân có công suất 160 kW, dùng năng lượng phân hạch U235, hiệu suất H =
20%. Mỗi hạt U235 phân hạch tỏa năng lượng là 200 MeV. Với 500 g U235 thì nhà máy hoạt động được trong
bao lâu?
A. 500 ngày
B. 590 ngày.
C. 593 ngày
D. 565 ngày.
5
Câu 51. Một nhà máy điện nguyên tử có công suất P = 6.10 kW, hiệu suất 20%. Nhiên liệu là U được làm giàu
25%. Muốn cho nhà máy hoạt động liên tục trong 1 năm cần phải cung cấp cho nó khối lượng hạt nhân là bao
nhiêu, biết năng lượng trung bình tỏa ra của một phân hạch là 200MeV. 1 năm có 365 ngày.
A. 1154kg.
B. 4616kg.
C. 4616 tấn.
D. 185kg.
Câu 52. Trong phản ứng tổng hợp hêli 37 Li11H 2( 24He) 15,1MeV , nếu tổng hợp hêli từ 1g liti thì năng lượng
toả ra có thể đun sôi bao nhiêu kg nước có nhiệt độ ban đầu là 0 0C? Lấy nhiệt dung riêng của nước C =
4200J/(kg.K).
A. 4,95.105kg.
B. 1,95.105kg.
C. 3,95.105kg.
D. 2,95.105kg.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 18/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
Dạng 2. Hạt Nhân Đứng Yên Phân Rã Thành Hai Hạt Khác.
A→α+B
1. Biểu thức liên hệ giữa khối lượng, tốc độ và động năng của các hạt sau phân rã (α và B)
Bảo toàn động lượng: p A p B p
m
p A 0 (hạt A đứng yên) → p B p mB VB m V V B VB
m
Do vậy, các hạt sinh ra sau phóng xạ: hạt α và hạt nhân B chuyển động ngược chiều nhau
V
m
Về tốc độ (hay độ lớn vận tốc): B (1) (tốc độ các hạt sinh ra tỉ lệ nghịch với khối lượng của chúng).
VB m
Động năng của hạt α: K
m 2
m
V ; động năng của hạt B: K B B VB2
2
2
2
K
m m m
K
m V2
→ 2 do có (1) nên B B
K B m B m m
K B m B VB
Do đó
K mB
(Động năng của các hạt sinh ra tỉ lệ nghịch với khối lượng của chúng)
K B m
m K B VB
mB K V
Vậy, ta có biểu thức đáng nhớ sau:
2. Năng lượng phóng xạ:
W = Kα + KB.
Phóng xạ là phản ứng toả năng lượng. Năng lượng tỏa ra đúng bằng tổng động năng của hạt α và hạt B.
Câu 1: Cho phản ứng hạt nhân A → B + C. Biết hạt nhân mẹ A ban đầu đứng yên. Có thể kết luận gì về hướng
và trị số của vận tốc các hạt sau phản ứng?
A. Cùng phương, cùng chiều, độ lớn tỉ lệ với khối lượng.
B. Cùng phương, cùng chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng.
C. Cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ nghịch với khối lượng.
D. Cùng phương, ngược chiều, độ lớn tỉ lệ với khối lượng.
Câu 2 (ÐH-2008): Hạt nhân A đang đứng yên thì phân rã thành hạt nhân B có khối lượng mB và hạt có khối
lượng m . Tỉ số giữa động năng của hạt nhân B và động năng của hạt ngay sau phân rã bằng
m
A.
mB
m
B. B
m
2
m
C. B
m
m
D.
mB
2
Câu 3 (ĐH-2011): 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 ?
v
m
K
v
m
K
v
m
K
v
m
K
A. 1 1 1
B. 2 2 2
C. 1 2 1
D. 1 2 2
v 2 m2 K 2
v1 m1 K1
v 2 m1 K 2
v 2 m1 K1
Câu 4 (ĐH-2012): Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ 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
4v
2v
4v
2v
A.
B.
C.
D.
A4
A4
A4
A4
Câu 5: Một chất phóng xạ có số khối là A đứng yên, phóng xạ hạt và biến đổi thành hạt nhân X. Động lượng
của hạt khi bay ra là p. Lấy khối lượng của các hạt nhân (theo đơn vị khối lượng nguyên tử u) bằng số khối của
chúng. Phản ứng tỏa năng lượng bằng
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 19/29
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
Thầy Đỗ Ngọc Hà – Viện Vật Lí
A.
Ap 2
(A 4)u.
B.
Ap 2
.
2(A 4)u
C.
4p 2
(A 4)u.
D.
Ap 2
8(A 4)u.
Câu 6: Hạt nhân Poloni đứng yên, phóng xạ α biến thành hạt nhân X. Cho mPo = 209,9373u; mα = 4,0015u; mX
= 205,9294u; 1u = 931,5 MeV/c2. Vận tốc hạt α phóng ra là
A. 1,27.107m/s.
B. 1,68.107m/s.
C. 2,12.107m/s.
D. 3,27.107m/s.
Câu 7: Xét phóng xạ:
210
84
Po 206
82 Pb . Phản ứng tỏa 5,92MeV. Lấy khối lượng các hạt nhân theo đơn vị u
gần đúng bằng số khối của chúng. Động năng của hạt α là
A. 5,807 MeV.
B. 7,266 MeV.
C. 8,266 MeV.
Câu 8: Xét phóng xạ:
210
84
Po
206
82
D. 3,633MeV.
Pb . Lấy khối lượng các hạt nhân theo đơn vị u gần đúng bằng số khối
của chúng. Biết hạt chì có động năng 0,113MeV; tính năng lượng tỏa ra từ phản ứng.
A. 6,9 MeV.
B. 7,3 MeV.
C. 5,9 MeV.
D. 3,6 MeV.
Câu 9:
226
88
Ra là hạt nhân phóng xạ với chu kỳ bán rã là 1570 năm. Giả sử một hạt nhân
226
88
Ra đứng yên phân
rã α tỏa ta một năng lượng 5,96MeV. Động năng của hạt α là (lấy khối lượng các hạt nhân theo đơn vị u gần
đúng bằng số khối của chúng).
A. 6,9 MeV.
B. 7,3 MeV.
C. 5,85 MeV.
D. 3,6 MeV.
Câu 10: Như vậy có thể thấy: động năng của các hạt sinh ra phân bố tỷ lệ nghịch với khối lượng của chúng.
Xét phóng xạ:
210
84
Po 206
82 Pb . Lấy khối lượng các hạt nhân theo đơn vị u gần đúng bằng số khối của
chúng. Tính tỉ số động năng của hạt α và hạt chì.
A. 69,3
B. 51,5.
Câu 11: Cho phản ứng hạt nhân
Th
230
90
226
88
C. 58,5
D. 27,4
Ra 4,91MeV . Biết rằng hạt nhân Th đứng yên. Lấy khối
lượng các hạt nhân theo đơn vị u gần đúng bằng số khối của chúng. Động năng của hạt nhân Ra là bao nhiêu?
A. 6,9 MeV.
B. 7,3 MeV.
C. 0,085 MeV.
D. 3,6 MeV.
Câu 12: Hạt nhân Po210 đứng yên phát ra hạt α và hạt nhân con là chì Pb206. Hạt nhân chì có động năng
0,12MeV. Bỏ qua năng lượng của tia γ. Cho rằng khối lượng các hạt tính theo đơn vị các bon bằng số khối của
chúng. Năng lượng của phản ứng tỏa ra là:
A. 9,34 MeV.
B. 8,4 MeV.
C. 6,3 MeV.
D. 5,18 MeV.
Câu 13: Hạt nhân
226
88
Ra đứng yên phân rã ra một hạt α và biến đổi thành hạt nhân X. Biết rằng động năng của
hạt α trong phân rã trên bằng 4,8 MeV và coi khối lượng của hạt nhân tính theo u xấp xỉ bằng số khối của
chúng. Năng lượng tỏa ra trong một phân rã là
A. 4,886 MeV.
B. 5,216 MeV.
C. 5,867 MeV.
D. 7,812 MeV.
210
206
Câu 14: Một hạt nhân 84Po đứng yên phóng xạ α (không kèm theo tia γ) biến thành chì 82Pb . Các khối
lượng hạt nhân Pb, Po, α tương ứng là: 205,9744 u, 209,9828 u, 4,0015 u. Động năng của hạt nhân chì là
A. 5,3 MeV.
B. 122,49 eV.
C. 122,5 keV.
D. 6,3 MeV.
Câu 15 (ĐH-2010): Hạt nhân
210
84
Po 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.
[Facebook: https://www.facebook.com/ha.dongoc][SĐT: 0168.5315.249]
Trang 20/29
- Xem thêm -
.PDF 
29 
366 
113 
