Đăng ký Đăng nhập

Tài liệu 4. pha_ung_hat_nhan

.PDF
16
619
75

Mô tả:

Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ PHẦN 4. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN GIÁO VIÊN: ĐỖ NGỌC HÀ Đây là tài liệu thuộc khóa học PEN-I: Môn Vật lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà – Thầy Phạm Văn Tùng). 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.  Phóng Xạ 1.1 Hiện tượng 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  AZ42Y  42 He  Dạng rút gọn AZ X   AZ42Y  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 được 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 Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) Phương trình phân rã + có dạng: AZ X  ZA1Y  01 e  00  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 . 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 1 n 235 92 U  39 Y 138 92 U  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. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ 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 khố i nhỏ hơn số khố i của ha ̣t nhân me. ̣ 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 6 (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 7 (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 8 (ĐH-2011): Khi nói về tia γ, phát biểu nào sau đây sai? A. Tia  không phải là sóng điện từ. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ B. Tia  có khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia X. C. Tia  không mang điện. D. Tia  có tần số lớn hơn tần số của tia X. Câu 9 (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 10 (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 11 (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 12: 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 13: 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 14 (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 15 (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 16: 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 17 (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 18: 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 19: 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. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 - Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ 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 v 3  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, năng lượng photon các bức xạ. 3. Năng Lượng 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 Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 5 - KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) II. BÀI TẬP Dạng 1. Phương 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 Câu 1 (ĐH-2012): Trong một phản ứng hạt nhân, có sự bảo toàn A. số prôtôn. B. số nuclôn. C. số nơtron. Câu 2 (ĐH-2014): Trong phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn A. số nuclôn. B. động lượng. C. số nơtron. Câu 3: Trong phóng xạ β luôn có sự bảo toàn A. số nuclôn. B. số nơtrôn. C. động năng. Câu 4: Trong phản ứng hạt nhân, không có sự bảo toàn A. năng lượng toàn phần. B. động lượng. C. số nuclôn. D. khối lượng Câu 5(CĐ-2008): Trong quá trình phân rã hạt nhân 238 92 U thành hạt nhân A. nơtrôn (nơtron). C. pôzitrôn (pôzitron). 19 9 A. êlectron. 19 9 226 88 A.  và  . F  p  O  X , hạt X là C. prôtôn. Ra biến đổi thành hạt nhân B.  . - D. prôtôn. 16 8 B. pôzitron. - 222 86 D. hạt α. Rn do phóng xạ C. . D. + C. 222 86 Rn D. Ra phóng xạ α cho hạt nhân con A. 42 He B. Câu 10: Hạt nhân U , đã phóng ra một hạt α và hai hạt C. đơteri. Câu 7 (CĐ-2013):: Trong phản ứng hạt nhân: 226 88 D. khối lượng. F  24 He 16 8 O . Hạt X là B. nơtron. A. anpha. Câu 9: Hạt nhân D. năng lượng toàn phần. B. êlectrôn (êlectron). D. prôtôn (prôton). Câu 6 (CĐ-2012): Cho phản ứng hạt nhân: X + Câu 8: (ÐH-2008): Hạt nhân 234 92 D. khối lượng. 14 6 226 87 Fr 226 89 Ac C phóng xạ β–. Hạt nhân con sinh ra có A. 5p và 6n. B. 6p và 7n. C. 7p và 7n. Câu 11: Xác định hạt nhân X trong phản ứng hạt nhân sau B. nơtron 2 1 A. D 27 13 D. 7p và 6n. F PX 30 15 C. prôtôn D. 31T Câu 12: Hạt nhân 116 Cd phóng xạ +, hạt nhân con là A. 11 7 B. N Câu 13: Bitmut 210 83 Câu 14: C. B Bi là chất phóng xạ. Hỏi Bitmut 83Bi A. Pôzitrôn. 210 83 11 5 B. Nơtrôn. 210 15 8 O D. 12 7 N 210 phóng ra hạt gì khi biến đổi thành pôlôni 84Po ? C. Electrôn. D. Prôtôn. 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. C. 83 nơtrôn và 127 prôton. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt B. 126 nơtrôn và 84 prôton. D. 127 nơtrôn và 83 prôton. Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 6 - KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) Câu 15: Đồng vị 234 92 – 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 các 1 94 1 cách đó được cho bởi phương trình 235  140 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 mấy hạt êlectron bay ra ? A. 0 hạt. C. k = 4. 235 92 U vỡ thành hai nửa: B. 7 hạt. 95 42 Mo , D. k = 2 139 57 La và hai hạt nơtron mới. Phản ứng này có C. 6 hạt. D. 3 hạt. Dạng 2. Năng Lượng 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  A4 Z 2 Y  C . Như vậy A. hạt Y bền hơn ha ̣t 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. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 7 - KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) 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. 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: 4 2 23 11 20 Na  11 H  24 He  10 Ne . Lấy khối lượng các hạt nhân 23 11 Na ; 20 10 Ne ; 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/c2. Năng lượng tỏa ra của phản ứng xấp xỉ bằng A. 15,017 MeV. B. 200,025 MeV. C. 17,498 MeV. D. 21,076 MeV. 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 2 1 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 nhân T, hạt 3 1 2 1 4 2 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 Câu 14: Xét phản ứng: D + D → T + p. Phát biểu nào sau đây sai ? 2 1 2 1 3 1 A. Hạt D bề n hơn ha ̣t T. B. Phản ứng này rất khó xảy ra. C. Tổ ng khố i lươ ̣ng ha ̣t T và hạt prôtôn nhỏ hơn tổng hai hạt 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 2 1 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/c2). 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 MeV . Năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân pôlôni c2 phân rã xấp xỉ bằng Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 8 - KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) A. 5,92 MeV. B. 2,96 MeV. 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 2 1 2 1 3 2 1 0 2 1 D,32 He,10 n lần lượt là 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. 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. 13,02.1023MeV . D. 26,04.1023MeV . 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. m A  m B  m C  2 B. m A  m B  m C  2 c c Q C. mA  mB  mC D. m A  2  m B  m C c Câu 24: Xét phản ứng phân hạch urani 235 U có phương trình: 235 92 95  U  n  42 Mo  139 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: Cho proton bằng vào hạt nhân 73 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 28: Người ta dùng hạt proton có động năng là 5,45 MeVbắn vào hạt nhân 49 Be đứng yên để gây ra phản ứng: p  49 Be  X  63 Li Biết động năng của các hạt X, 63 Li lần lượt là 4 MeV và 3,575 Mev, 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. Câu 29: Hạt proton có động năng 5,58MeV bán vào hạt nhân 23 11 Na đứng yên gây ra phản ứng tỏa 3,67MeV; p  Na    Ne . Biết hạt α sinh ra có động năng 6,6MeV. Động năng của hạt nhân Ne là bao nhiêu? 23 11 20 10 Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 9 - KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) A. 2,65 MeV. B. 2,72 MeV. C. 2,50 MeV. D. 5,06 MeV. 23 Câu 30: 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 31: Hạt proton có động năng 5,95MeV bắn vào hạt nhân 49 Be sinh ra hạt X và hạt nhân 73 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 32: 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 33: 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 34: 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 35: 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 36 (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 37: Người ta dùng prôtôn có động năng 5,45MeV bắn phá hạt nhân 1 1 9 4 Be đang đứng yên có phản ứng: 4 . Động năng hạt α là 3 C. 4,122MeV D. 3,575 MeV p  49 Be  X    2,15MeV .Tỉ số tốc độ hạt α và X sau phản ứng là A. 1,790MeV B. 4,343MeV Câu 38: Cho phản ứng hạt nhân: 21 D + 21 D  31T + 11 H . Biết độ hụt khối của các hạt nhân 31T và 2 1 D lần lượt là 0,0087u và 0,0024u. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng trên khi dùng hết 1g D là 2 1 A. 10,935.1023 MeV . C. 5,467.1023 MeV . B. 7,266MeV. D. 3,633MeV. Câu 39: Cho phản ứng hạt nhân : D  D  He  n . Biết khối lượng của D, He, n lần lượt là mD = 2,0135u; mHe 2 1 2 1 3 2 1 0 2 1 3 2 1 0 = 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 40: Cho phản ứng nhiệt hạch: 12 D  21 D → 23 He + n, Biết độ hụt khối mD  0, 0024u , m 3 He  0, 0305u , 2 nước trong tự nhiên có lẫn 0,015% D2O, với khối lượng riêng của nước là 1000kg/m , 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 3 ra là: A. 1,863.1026 MeV. B. 1,0812.1026 MeV. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt C. 1,0614.1026 MeV. Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 D. 1,863.1026 J. - Trang | 10 - Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) Câu 41: Dưới tác dụng của bức xạ γ, hạt nhân 9 4 KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ 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 42: 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 43 (ĐH-2013): Một lò phản ứng phân hạch có công suất 200 MW. Cho rằng toàn bộ năng lượng mà lò phản ứng này sinh ra đều do sự phân hạch của 235U và đồng vị này 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 44: 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 45: 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 46: 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 47: Trong phản ứng tổng hợp hêli 37 Li11H  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 00C? 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. 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    Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 11 - Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ        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  K m V2 m →    2 do có (1) nên     B   B K B mB  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  Vậy, ta có biểu thức đáng nhớ sau: m  K B VB   m B K  V 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. A4 A4 A4 A4 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 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. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 12 - KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) 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. Câu 8: Xét phóng xạ: 210 84 Po    206 82 C. 8,266 MeV. 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. Câu 9: 226 88 D. 3,633MeV. Ra là hạt nhân phóng xạ với chu kỳ bán rã là 1570 năm. Giả sử một hạt nhân D. 3,6 MeV. 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 C. 58,5 226 88 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. Dạng 3. Hạt A Bắn Vào Hạt Nhân Bia B Sinh Ra Hai Hạt C và D A+B→C+D 1. Năng lượng phản ứng W   m A  mB  mC  m D  c  K C  K D  K A 2 Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt  mC VC Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12  mD VD  - Trang | 13 - KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) 2. Bảo toàn động lượng (chú ý hạt B đứng im)    pA  pC  p D Vẽ hình biểu diễn 3. Chú ý mối quan hệ giữa động năng và động lượng     Vật có khối lượng m, chuyển động với vận tốc v có động lượng p  mv  2 m 2 m p  p2  Động năng K  v     2 2  m  2m Vậy mối liên hệ giữa động năng và động lượng là: K  p2 hay p 2  2mK 2m Câu 1: Notron có động năng 1,1MeV bắn vào hạt nhân 73 Li đứng yên tạo ra hạt α và hạt nhân X. Biết hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương chuyển động của hạt nhân X và có động năng là 0,2MeV. Lấy khối lượng các hạt nhân theo đơn vị u gần đúng bằng khối số của chúng. Phản ứng hạt nhân A. thu năng lượng 0,8 MeV. B. toả năng lượng 1,21 MeV. C. thu năng lượng 1,50 MeV. D. toả năng lượng 3,01 MeV. Câu 2: Hạt nhân A có động năng WA bắn vào hạt nhân B đang đứng yên, gây ra phản ứng: A + B  C + D và phản ứng không sinh ra bức xạ . Hai hạt sinh ra có cùng vectơ vận tốc. Gọi mA, mC, mD lần lượt là khối lượng của các hạt nhân A, C và D. Động năng của hạt nhân C là m D m A WA m C m A WA m D WA m C WA A. . B. . C. . D. . 2 2 mC  mD mC  mD  mC  mD   mC  mD  Câu 3: Hạt α có động năng 5,3MeV bắn vào hạt nhân 49 Be đứng yên gây ra phản ứng   49 Be  126 C  x . Biết hạt x bay ra theo phương vuông góc với phương bay của hạt α và phản ứng tỏa 5,56MeV năng lượng. Lấy khối lượng các hạt theo đơn vị u gần bằng số khối của nó. Động năng của hạt x là A. 3,5 MeV. B. 4,2 MeV. C. 1,1 MeV. D. 8,4 MeV. Câu 4 (ĐH-2010): Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân 49 Be đang đứng yên. Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt α. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương tới của prôtôn và có động năng 4 MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này bằng A. 3,125 MeV. B. 4,225 MeV. C. 1,145 MeV. D. 2,125 MeV. Câu 5: 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 tốc độ. 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 6: Bắn phá hạt anpha vào hạt nhân 14 7 N đang đứng yên tạo ra proton và 17 8 O . Phản ứng thu năng lượng 1,52 MeV. Giả sử hai hạt sinh ra có cùng vecto vận tốc. Động năng của hạt anpha (xem khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u gần bằng số khối của nó) bằng bao nhiêu? A. 1,36 MeV B. 1,65 MeV C. 1,95 MeV D. 1,56 MeV Câu 7: Người ta dùng prôtôn có động năng 5,45MeV bắn phá hạt nhân 49 Be đang đứng yên thì thu được hạt nhân X và hạt . Hạt  có động năng 4MeV, bay theo phương vuông góc với phương của hạt đạn prôtôn. Động năng của hạt nhân X xấp xỉ bằng A. 3,575MeV B. 9,45MeV C. 4,575MeV D. 3,525 MeV 30 1 Câu 8 (ĐH-2014): Bắn hạt α vào hạt nhân nguyên tử nhôm đang đứng yên gây ra phản ứng 42 He  27 13 Al  15 P  0 n : Biết phản ứng thu năng lượng là 2,70 MeV; giả sử hai hạt tạo thành bay ra với cùng vận tốc và phản ứng không kèm bức xạ γ. Lấy khối lượng của các hạt tính theo đơn vị u có giá trị bằng số khối của chúng. Động năng của hạt α là A. 3,10 MeV. B. 1,55 MeV. C. 2,70 MeV. D. 1,35 MeV. Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 14 - KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) Câu 9: Người ta dùng hạt proton bắn vào hạt nhân 73 Li đứng yên để gây ra phản ứng: p  73 Li  2a . Biết hai hạt α sinh ra có cùng động năng và có hướng chuyển động lập với nhau một góc bằng 170o. Lấy khối lượng các hạt nhân theo đơn vị u gần đúng bằng khối số của chúng. Tính tỉ số tốc độ của hạt proton và hạt α. A. 0,697 B. 0,515. C. 0,852 D. 0,274 Câu 10: Người ta dùng hạt proton bắn vào hạt nhân 73 Li đứng yên để gây ra phản ứng: p  73 Li  2  17,4MeV . Biết hai hạt α sinh ra có cùng động năng và có hướng chuyển động lập với nhau một góc bằng 158,38o. Lấy khối lượng các hạt nhân theo đơn vị u gần đúng bằng số khối của chúng. Động năng hạt α là A. 3,5752 MeV B. 12,104 MeV C. 4,5752 MeV D. 3,5253 MeV Câu 11: Hạt proton có động năng 5,48 MeV được bắn vào hạt nhân 49 Be đứng yên thì thấy tạo thành một hạt nhân 6 3 Li và một hạt X bay ra với động năng 4 MeV theo hướng vuông góc với hướng chuyển động của hạt proton tới. Tính vận tốc của hạt nhân Li (lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u gần bằng số khối). Cho 1u = 931,5 MeV/c2 A. 10,7.106 m/s. B. 1,07.106 m/s. C. 8,24.106 m/s. D. 0,824.106 m/s. Câu 12: Người ta dùng prôtôn có động năng 2,0MeV bắn vào hạt nhân 73 Li yên thì thu được hai hạt nhân X có cùng động năng. Biết năng lượng liên kết của hạt nhân X là 28,3MeV và độ hụt khối của hạt 73Li là 0,0421u. Cho 1u = 931,5MeV/c ; khối lượng hạt nhân tính theo u xấp xỉ bằng số khối. Tốc độ của hạt nhân X bằng A. 1,96m/s. B. 2,20m/s. 7 C. 2,16.10 m/s. 7 D. 1,93.10 m/s. Câu 13 (ĐH-2011): Bắn một prôtôn vào hạt nhân 73 Li đứng yên. Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống nhau bay ra với cùng tốc độ và theo các phương hợp với phương tới của prôtôn các góc bằng nhau là 600. Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của nó. Tỉ số giữa tốc độ của prôtôn và tốc độ của hạt nhân X là: 1 1 A. 4. B. . C. 2. D. . 4 2 Câu 14: Bắn một prôtôn vào hạt nhân 73 Li đứng yên. Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống nhau bay ra với cùng tốc độ và theo các phương hợp với phương tới của prôtôn các góc bằng nhau là 450. Lấy khối lượng của mỗi hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của nó. Tỉ số giữa tốc độ của prôtôn và tốc độ của hạt nhân X là: 1 1 1 1 A. . B. . C. . D. . 2 4 4 2 2 2 Câu 15: Một proton vận tốc v bắn vào nhân Liti ( 73 Li ) đứng yên. Phản ứng tạo ra hai hạt nhân X giống hệt nhau với vận tốc có độ lớn bằng v’ và cùng hợp với phương tới của proton một góc 600, mX là khối lượng nghỉ của hạt X . Giá trị của v’ là A. m p v . B. 3m X v . C. m X v . D. 3m p v . m mX mp mX p Câu 16: Người ta dùng hạt proton bắn vào hạt nhân 49 Be đứng yên để gây ra phản ứng   49 Be  x  63 Li . Biết động năng của các hạt p, x, 63 Li lần lượt là 5,45MeV, 4MeV và 3,575MeV, góc lập bởi hướng chuyển động của các hạt p và x là bao nhiêu? (Lấy khối lượng các hạt theo đơn vị u gần bằng số khối của chúng.) A. 450. B. 1200. C. 600. D. 900. Câu 17: Bắn hạt α có động năng 4MeV vào hạt Nito đứng im để có phản ứng hạt nhân   147 N  178 O  x ; phản ứng thu 1,21 MeV. Các hạt sinh ra sau phản ứng có động năng bằng nhau. Cho khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u bằng khối số của nó. Xác định hướng chuyển động của các hạt sinh ra sau phản ứng. A. 142,360. B. 27,640. C. 127,640. D. 900. Câu 18: Cho prôtôn có động năng K P  2,5 MeV bắn phá hạt nhân 37 Li đứng yên. Biết mp  1,0073u , mLi  7,0142 u , mX  4,0015u , 1u  931,5 MeV / c 2 . Sau phản ứng xuất hiện hai hạt X giống nhau có cùng động năng và có phương chuyển Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 - Trang | 15 - KĨ NĂNG GIẢI ĐỀ Luyện thi PEN-I: Môn Vật Lí (Thầy Đỗ Ngọc Hà - Phạm Văn Tùng) động hợp với phương chuyển động của prôtôn một góc  như nhau. Coi phản ứng không kèm theo bức xạ  . Giá trị của  là: A. 39, 450 . B. 41,350 . C. 78,90 . D. 82,70 . Câu 19: Dùng hạt nơtron có động năng 2 MeV bắn vào hạt nhân 63 Li đang đứng yên gây ra phản ứng hạt nhân, tạo ra hạt 31 H và hạt α . Hạt α và hạt nhân 31 H bay ra theo các hướng hợp với hướng tới của nơtron những góc tương ứng là 150 và 300. Bỏ qua bức xạ γ và lấy tỉ số giữa các khối lượng hạt nhân bằng tỉ số giữa các số khối của chúng. Phản ứng thu năng lượng là A. 1,66 MeV. B. 1,33 MeV. C. 0,84 MeV. D. 1,4 MeV. Câu 20: Bắn hạt nơtron có động năng 1,6 MeV vào hạt nhân 6 Li 3 đang đứng yên thì thu được hạt α và hạt X. Vận tốc của hạt α và hạt X hợp với vận tốc của hạt nơtron các góc lần lượt là 600 và 300 . Nếu lấy tỉ số khối lượng của các hạt nhân bằng tỉ số số khối của chúng . Phản ứng tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng ? A. Tỏa 1,1 MeV B. Thu 1,5 MeV C. Tỏa 1,5 MeV D. Thu 1,1 MeV Câu 21: Dùng một hạt  có động năng 5 MeV bắn vào hạt nhân 14 7 N đang đứng yên sinh ra hạt p với động năng 2,79 MeV và hạt X. Tìm góc giữa vận tốc hạt  và vận tốc hạt p . Cho khối lượng các hạt nhân m  4,0015u; m p  1,0073u; mN14  13,9992u; m X  16,9947u . Biết 1u  931,5MeV / c2 . A. 440 B. 670 C. 740 D. 240 Câu 22: Dùng prôtôn bắn vào hạt nhân 49 Be đứng yên, sau phản ứng sinh ra hạt α và hạt nhân X có động năng lần lượt là Kα = 3,575 MeV và KX = 3,150 MeV. Phản ứng này tỏa ra năng lượng bằng Q = 2,125 MeV. Coi khối lượng các hạt nhân tỉ lệ với số khối của nó. Góc hợp giữa các hướng chuyển động của hạt α và hạt p là A. φ = 60o. B. φ = 90o. C. φ = 75o. D. φ = 45o. Câu 23: Dùng hạt prôtôn có động năng K p  5,58MeV bắn vào hạt nhân 23 11 Na đứng yên, ta thu được hạt  và hạt X có động năng tương ứng là K  6,6MeV; K X  2,64MeV. Coi rằng phản ứng không kèm theo bức xạ gamma, lấy khối lượng hạt nhân tính theo u xấp xỉ bằng số khối của nó. Góc giữa vectơ vận tốc của hạt α và hạt X là: A. 1700. B. 1500. C. 700. D. 300. Câu 24: Người ta dùng hạt proton bắn vào hạt nhân 37 Li đứng yên để gây ra phản ứng: p 37 Li  2 . Biết phản ứng trên là phản ứng tỏa năng lượng và hai hạt α tạo thành có cùng động năng. Lấy khối lượng các hạt nhân theo đơn vị u gần đúng bằng số khối của chúng. Góc φ giữa hướng chuyển động của các hạt α có thể A. có giá trị bất kì. B. bằng 60o. C. bằng 160o. D. bằng 120o. Câu 25 (ĐH-2013): Dùng một hạt  có động năng 7,7MeV bắn vào hạt nhân 14 7 N đang đứng yên gây ra phản ứng   N  p  O . Hạt proton bay ra theo phương vuông góc với phương bay tới của hạt  . Cho khối lượng các hạt nhân 14 7 1 1 17 8 m  4,0015u;m p  1,0073u;mN14  13,9992u;mo17  16,9947u . Biết 1u  931,5MeV / c2 . Động năng của hạt 17 8 O là: A.6,145MeV B. 2,214MeV C. 1,345MeV D. 2,075MeV. Câu 26: Người ta dùng hạt nhân proton bắn vào hạt nhân bia đang đứng yên gây ra phản ứng tạo thành hai hạt nhân giống nhau bay ra cùng động năng và theo các hướng lập với nhau một góc 1200. Biết số khối hạt nhân bia lớn hơn 3. Kết luận nào sau đây là đúng? A. Không đủ dữ kiện để kết luận. B. Phản ứng trên là phản ứng thu năng lượng. C. Năng lượng trao đổi của phản ứng trên bằng 0. D. Phản ứng trên là phản ứng toả năng lượng. Giáo viên: Đỗ Ngọc Hà Nguồn Hocmai.vn – Ngôi trường chung của học trò Việt : Tổng đài tư vấn: 1900 58-58-12 Hocmai.vn - Trang | 16 -
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan