skkn phương pháp giải các dạng bài tập vật lý phần vật lý hạt nhân nguyên tử

Trang 2

MỤC LỤC

THỨ
TỰ
PHẦN
DẠNG
NỘI DUNG
TRANG
I



ĐẶT VẤN ĐỀ
3
II


QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN SÁNG KIẾN ,GIẢI
PHÁP
3



NỘI DUNG SÁNG KIẾN
4

A

CƠ SỞ LÍ LUẬN

4

B

CÁC DẠNG BÀI TẬP
10


1
XÁC ĐỊNH CẤU TẠO HẠT NHÂN VÀ NĂNG
LƯỢNG LIÊN KẾT
10


2
XÁC ĐỊNH HẠT NHÂN CÒN THIẾU TRONG
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN (TRONG PHƯƠNG
TRÌNH PHÓNG XẠ)
13



3
NĂNG LƯỢNG TRONG PHẢN ỨNG HẠT
NHÂN
15



4

ĐỘNG NĂNG VÀ VẬN TỐC CÁC HẠT
TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHẬN
18


5
CÁC DẠNG TOÁN VỀ PHÓNG XẠ
21


5.1
XÁC ĐỊNH LƯỢNG CHẤT CÒN LẠI
21


5.2
XÁC ĐỊNH LƯỢNG CHẤT ĐÃ BỊ PHÂN RÃ
23


5.3
XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CỦA HẠT NHÂN
CON
25


5.4
XÁC ĐỊNH ĐỘ PHÓNG XẠ .TUỐI CỦA VẬT
CHẤT
26

5.5
XÁC ĐỊNH CHU KỲ BÁN RÃ
28

C

KẾT QUẢ
31
III


KẾT LUẬN
32



ĐÁNH GIÁ CỦA HỘI ĐỒNG KHOA HỌC
CẤP TRƯỜNG
33

Tài liệu tham khảo: - Sách giáo khoa Vật Lý 12 – NXBGD.
- Sách giáo khoa Nâng Cao Vật Lý 12 – NXBGD.
-Sách 1008 câu hỏi trắc nghiệm Vật lý Tác giả Trương Thọ Lương
;Nguyễn Hùng Mãnh.
-Hệ thống câu hỏi trắc nghiệm trên trang Thư Viện Vật lý.

Trang 3

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ĐỀ TÀI:
PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP VẬT LÝ PHẦN VẬT LÝ
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
I. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Hiện nay, khi mà hình thức thi trắc nghiệm khách quan được áp dụng trong các kì
thi tốt nghiệp và tuyển sinh đại học, cao đẳng thì yêu cầu về việc nhận dạng để giải nhanh
và tối ưu các câu trắc nghiệm, đặc biệt là các câu trắc nghiệm định lượng là rất cần thiết
để có thể đạt được kết quả cao trong các kì thi.
Khi giảng dạy phần “vật lý hạt nhân” lớp 12 tôi nhận thấy hầu hết các em học
sinh đều rất lúng túng khi làm các bài tập .Bởi đây là phần khá mới mẻ , học sinh chưa
được làm quen ở cấp THCS,có nhiều dạng bài tập ,có nhiều công thức cần nhớ và việc áp
dụng các công thức toán học tương đối phức tạp.Hơn hết là phần dễ lấy điểm hơn trong
các kì thi so với các chương khác của Vật lý 12. Khó khăn lớn nhất của các em là việc
xác định bài toán thuộc dạng nào để đưa ra phương pháp giải phù hợp cho việc giải bài
toán đó một cách đúng đắn và nhanh .
Để giúp cho học sinh dễ dàng nắm chắc kiến thức ở chương hạt nhân nguyên tử,
vận dụng tốt các phương pháp giải các bài toán trong các đề thi thuộc phần “ Hạt nhân
nguyên tử ”.Tôi chọn đề tài : “PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HẠT NHÂN
NGUYÊN TỬ ”
II. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN SÁNG KIẾN, GIẢI PHÁP
Trước đây khi dạy phần này tôi hệ thống kiến thức toàn chương rồi đưa ra hệ
thống ngân hàng câu hỏi trắc nghiệm của chương rồi hướng dẫn học sinh giải mà không
đưa ra phương pháp giải theo từng chuyên đề .Cách làm đó học sinh làm cũng được
nhưng hiệu quả chưa cao và các em cũng không nắm rõ trong phần hạt nhân có những
dạng bài tập nào thuộc chuyên đề nào , xác định bài toán thuộc dạng nào để đưa ra
phương pháp giải phù hợp cho việc giải bài toán đó một cách đúng đắn và nhanh .

Trong đề tài này tôi lần lượt giải quyết như sau :
-Tóm tắt lý thuyết của chương này.
-Phân loại các dạng bài tập của chương và nêu phương pháp giải .
-Các ví dụ minh họa cho từng dạng .
-Đưa ra các bài tập áp dụng trong từng dạng để học sinh luyện tập.







Trang 4


NỘI DUNG SÁNG KIẾN NHƯ SAU :
A.CƠ SỞ LÍ LUẬN.
I.TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN
1.Cấu tạo hạt nhân
a. Hạt nhân tích điện dương +Ze (Z là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn).
- Kích thước hạt nhân rất nhỏ, nhỏ hơn kích thước nguyên tử 10
4
 10
5
lần.
- Hạt nhân coi như quả cầu bán kính R thì bán kính hạt nhân đươc tính bởi công thức
thực nghiệm:
3
1
15

10.2,1 AR


(m)
b. Cấu tạo hạt nhân
- Hạt nhân được tạo thành bởi các nuclôn.
+ Prôtôn (p), mang điện tích nguyên tố dương (+e) , m
P
= 1,67262.10
-27
kg = 1,0073 u
+ Nơtrôn (n), không mang điện, m
N
= 1,67493.10
-27
kg = 1,0087 u
- Số prôtôn trong hạt nhân bằng Z (nguyên tử số)
- Tổng số nuclôn trong hạt nhân kí hiệu A (số khối).
- Số nơtrôn trong hạt nhân là A – Z.
c. Kí hiệu hạt nhân
- Hạt nhân của nguyên tố X được kí hiệu:
A
Z
X

- Kí hiệu này vẫn được dùng cho các hạt sơ cấp:
1
1
p
,

1
0
n
,
0
1
e


.
d. Đồng vị
- Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có cùng số Z, khác nhau số A hay cùng số
Prôtôn Z khác số Nơtrôn N
- Ví dụ: hiđrô có 3 đồng vị
a. Hiđrô thường
1
1
H
(99,99%)
b. Hiđrô nặng
2
1
H
, còn gọi là đơ tê ri
2
1
D
(0,015%)
c. Hiđrô siêu nặng
3

1
H
, còn gọi là triti
3
1
T
, không bền, thời gian sống khoảng 10 năm.

Trang 5


2. Khối lượng và năng lượng hạt nhân
- Theo Anh-xtanh, năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật luôn luôn
tồn tại đồng thời và tỉ lệ với nhau, hệ số tỉ lệ là c
2
.
E = mc
2

c: vận tốc ánh sáng trong chân không (c = 3.10
8
m/s).

1uc
2
= 931,5MeV
 1u = 931,5MeV/c
2

MeV/c

2
được coi là 1 đơn vị khối lượng hạt nhân.
- Chú ý quan trọng:
+ Một vật có khối lượng m
0
khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với vận tốc v, khối
lượng sẽ tăng lên thành m với
0
2
2
1
m
m
v
c



Trong đó m
0
: khối lượng nghỉ và m là khối lượng động.
+ Năng lượng toàn phần:
2
2
0
2
2
1
mc
E mc

v
c



Trong đó: E
0
= m
0
c
2
gọi là năng lượng nghỉ.
K = E – E
0
= (m - m
0
)c
2
chính là động năng của vật.

II.NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN
1. Lực hạt nhân
- Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực hạt nhân (tương tác hạt nhân hay tương tác
mạnh).
- Kết luận:
+ Lực hạt nhân là một loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân, còn
gọi là lực tương tác mạnh.
Trang 6

+ Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (10

-15
m).
2.Năng lượng liên kết của hạt nhân
a. Độ hụt khối
- Khối lượng của một hạt nhân luôn luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo
thành hạt nhân đó.
- Độ chênh lệch khối lượng đó gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu m
m = Zm
p
+ (A – Z)m
n
– m(
A
Z
X
)
b. Năng lượng liên kết
2
( ) ( )
A
lk p n Z
E Zm A Z m m X c

   



Hay
2
lk

E mc

- Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân
với thừa số c
2
.
c. Năng lượng liên kết riêng
- Năng lượng liên kết riêng, kí hiệu
lk
E
A
, là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn .
- Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân.
III. ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ
1. Định luật phóng xạ:
Sau một khoảng thời gian xác định T thì một nửa số hạt nhân hiện có bị phân rã, biến đổi
thành hạt nhân khác; T được gọi là chu kì bán rã của chất phóng xạ.
N(t) = N
o
e
-t

Đại lượng  =
0,693
T
gọi là hằng số phóng xạ
m(t) = m
o
e
-t

Trong quá trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian theo định luật hàm số
mũ với số mũ âm.
Trang 7

2. Độ phóng xạ: Để đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất
phóng xạ, người ta dùng đại lượng gọi là độ phóng xạ (hay hoạt độ phóng xạ), được xác
định bằng số phân rã trong một giây.
Đơn vị đo độ phóng xạ có tên gọi là Becơren, kí hiệu Bq hay phân rã/s.
1Ci = 3,7.10
10
Bq.
H = N
+ Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ tại thời điểm t bằng tích hằng số phóng xạ
và số lượng hạt nhân phóng xạ chứa trong lượng chất đó ở thời điểm t. Độ phóng xạ ban
đầu bằng Ho = No
+ Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ giảm theo thời gian theo cùng quy luật hàm
số mũ, như số hạt nhân (số nguyên tử) của nó.
3. Đồng vị phóng xạ và các ứng dụng
a. Đồng vị phóng xạ
Các đồng vị phóng xạ của một nguyên tố hóa học có cùng tính chất hóa học như đồng vị
bền của nguyên tố đó.
b. Các ứng dụng của đồng vị phóng xạ
- Đồng vị phát ra tia gamma có khả năng đâm xuyên lớn được dùng để tìm khuyết
tật trong chi tiết máy.
- Đồng vị phát ra tia được dùng để làm nguyên tử đánh dấu trong khoa học.
- Đồng vị được dùng trong xác định tuổi của các cổ vật trong khảo cổ học (phương
pháp cacbon 14)
IV. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
1. Khái niệm:

a.Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân
Có hai loại phản ứng hạt nhân:
- Sự tự phân rã của hạt nhân không bền dẫn đến hạt nhân khác
- Các hạt nhân tương tác với nhau dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt nhân khác
Tổng quát ta có thể viết:
A + B

C + D (1)
60
27
Co
32
15
P


14
6
C
Trang 8

A, B: Hạt nhân tương tác
C, D: Hạt nhân sản phẩm
Trong trường hợp phóng xạ:
A

B + C (2)
A: hạt nhân mẹ, B: hạt nhân con
C: có thể là hạt


hoặc


b. Phản ứng hạt nhân tạo nên đồng vị phóng xạ nhân tạo :

+
27
13
Al

P
30
15
+
1
0
n

Ngày nay người ta có thể tạo ra đồng vị nhiều phóng xạ nhân tạo.
2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
a. Định luật l bảo toàn số nuclon (số khối A): Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nuclon
của hạt tương tác bằng tổng số nuclon của hạt sản phẩm
b. Định luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số các điện tích của các hạt tương tác bằng
tổng đại số các điện tích của các hạt sản phẩm.
c. Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần (bao gồm động năng và năng lượng nghỉ)
Tổng năng lượng toàn phần của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn phần của
các hạt sản phẩm.
d. Định luật bảo toàn động lượng.
3. Quy tắc dịch chuyển trong sự phóng xạ
a. Phân rã 

Trong phân rã , so với hạt nhân mẹ thì hạt nhân con “lùi” hai ô trong Bảng tuần hoàn
b. Phân ra 
-


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


4'
2'
AA
ZZ
X He Y
0'
1'
AA
ZZ
X e Y



0'
1'
AA
ZZ

X e Y



Trang 9

Vậy quy tắc dịch chuyển của phân rã 
+
là : Trong phân rã 
+
, so với hạt nhân mẹ thì hạt
nhân con lùi một ô trong Bảng tuần hoàn.
d. Phân rã 
Trong các phân rã  và . Nếu hạt nhân con sinh ra ở trong trạng thái kích thích, thì nó
chuyển từ mức kích thích E
2

xuống mức thấp hơn E
1
, đồng thời phóng ra một phôtôn có tần số f xác định bởi hệ thức
E
2
– E
1
= hf. Hiệu E
2
– E
1
có trị số lớn, nên phôtôn  phát ra có tần số rất lớn và bước
sóng rất nhỏ ( < 10

-11
m)
4. Năng lượng trong phản ứng hạt nhân
Xét phản ứng hạt nhân
A + B

C + D
Đặt m
0
= m
A
+ m
B

m = m
C
+ m
D
a. Nếu m < m
0

Phản ứng tỏa một lượng năng lượng: W = (m
0
– m)c
2

(3)

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

b. Nếu m>m
0

Để phản ứng này xảy ra ta phải cung cấp cho các hạt A, B một động năng ban đầu.
Vậy năng lượng thỏa điều kiện
W = (m
0
– m)c
2
+ W
đ
(4)
5. Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
+ Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng xảy ra khi các hạt sinh ra bền vững hơn các hạt
tương tác ban đầu.
+ Có hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
- Phản ứng nhiệt hạch .
- Phản ứng phân hạch.

Trang 10

B.CÁC DẠNG BÀI TẬP
DẠNG 1 : XÁC ĐỊNH CẤU TẠO HẠT NHÂN.NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT
PHƯƠNG PHÁP :
*Kí hiệu hạt nhân :
A
Z
X

 Số proton : Z.

 Số nơtron : N ( N = A

Z )
 số khối ( tổng số nuclôn ) : A
*Độ hụt khối: Δm : đv( u )
Δm = Z.m
p
+ (A – Z).m
n
– m
X

*Năng lượng liên kết : W
lk
: đv ( MeV ) với 1u.c
2
≈ 931,5 MeV
W
lk
= Δm.c
2
= [Z.m
p
+ (A – Z).m
n
– m
X
].c
2
= 931,5. Δm

m
p
= 1,00728u

: khối lượng prôtôn
m
n
= 1,00866u khối lượng nơtron
m
X
khối lượng hạt nhân X
*Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân :

=
W
;
lk
A
đv: MeV/ nuclôn

1.VÍ DỤ :
Câu 1: (TN – THPT 2007): Các nguyên tử được gọi là đồng vị khi hạt nhân của chúng
có
A. cùng số prôtôn B. cùng số nơtrôn C. cùng số nuclôn D. cùng khối lượng
Câu 2: (TN – THPT 2009): Trong hạt nhân nguyên tử
o
p
210
84
có

A. 84 prôtôn và 210 nơtron. B. 126 prôtôn và 84 nơtron.
C. 210 prôtôn và 84 nơtron. D. 84 prôtôn và 126 nơtron.
Câu 3: ( TN năm 2010)So với hạt nhân
40
20
Ca
, hạt nhân
56
27
Co
có nhiều hơn
A. 7 nơtron và 9 prôtôn. B. 11 nơtron và 16 prôtôn.
C. 9 nơtron và 7 prôtôn. D. 16 nơtron và 11 prôtôn.
Câu 4:(CĐ năm 2012) Hạt nhân
33
12
;T He
có cùng
A. cùng số prôtôn B. cùng số nơtrôn C. cùng số nuclôn D. số điện tích
Câu 5:(ĐH năm 2013) Cho khối lượng của hạt prôtôn, nơtrôn và hạt nhân đơteri
2
1
D
lần
lượt là 1,0073u; 1,0087u và 2,0136u. Biết 1u=
2
931,5MeV/c
. Năng lượng liên kết của hạt
nhân
2

1
D
là:
A. 2,24
MeV
B. 4,48 MeV C. 1,12 MeV D. 3,06 MeV
Trang 11

Hướng dẫn: Áp dụng CT : W
lk
= 931,5. Δm = 931,5 (1. 1,0073 +1. 1,0087-2,0136)
Câu 6: (ĐH năm 2013) Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì có
A. năng lượng liên kết càng nhỏ . B. năng lượng liên kết càng lớn.
C. năng lượng liên kết riêng càng lớn. D. năng lượng liên kết riêng càng nhỏ
Câu 7: (ĐH năm 2013) Các hạt nhân đơteri
2
1
H
; triti
3
1
H
, heli
4
2
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.

2
1
H
;
4
2
He
;
3
1
H
. B.
2
1
H
;
3
1
H
;
4
2
He
. C.
4
2
He
;
3
1

H
;
2
1
H
. D.
3
1
H
;
4
2
He
;
2
1
H
.
Hướng dẫn: Áp dụng CT : W
lk.r
=
W
;
lk
A
Năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân đơteri
2
1
H
; triti

3
1
H
, heli
4
2
He
lần lượt là 1,11 MeV; 2,83 MeV; 7,04 MeV.
Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt càng bền vững
Câu 8: (ĐH năm 2013) Một hạt có khối lượng nghỉ m
0
. Theo thuyết tương đối, khối
lượng động (khối lượng tương đối tính) của hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,6 c (c
là tốc độ ánh sáng trong chân không) là
A. 1,25 m
0
. B. 0,36 m
0
C. 1,75 m
0
D. 0,25 m
0
Hướng dẫn:
00
0
2 2 2
1,25
1 / 1 0,6
mm
mm

vc
  


Câu 9: :(CĐ năm 2012) Biết động năng tương đối tính của một hạt bằng năng lượng
nghỉ của nó .Tốc độ của hạt này (tính theo tốc độ ánh sáng trong chân không c ) bằng
A.
1
2
c
. B.
2
2
c

C.
3
2
c
D.
3
4
c

Hướng dẫn:Theo thuyết tương đối K = E – E
0
,giả thuyết K = E
0
nên E = 2 E
0

mc
2
= 2 m
0
c
2

0
0
2
2
3
2
2
1
m
m v c
v
c
   





Trang 12

2.BÀI TẬP VẬN DỤNG
1.1 Hạt nhân nguyên tử

A
Z
X
được cấu tạo
A. gồm Z nơtron và A proton B. gồm Z proton và A nơtron
C. gồm Z proton và (A-Z) nơtron D. gồm Z nơtron và (A +Z) proton
1.2 Các hạt nhân đồng vị có cùng
A. số Z nhưng khác số A B. số A nhưng khác nhau số Z
C. số nơtron D. số Z và cùng số A
1.3 Các đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học có cùng
A. số prôtôn B. số nơtron C. số nuclôn D. năng
lượng liên kết
1.4 Giả sử ban đầu có Z proton và N nơtron đứng yên, chưa liên kết với nhau, khối lượng
tổng cộng là m
0
, khi chúng kết hợp lại với nhau để tạo thành một hạt nhân thì có khối
lượng m. Gọi W
lk
là năng lượng liên kết và c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Biểu
thức nào sau đây luôn đúng ?
A. m = m
0
B.
 
2
lk 0
1
W.
2
m m c

C. m > m
0
D. m < m
0

1.5 Hạt nhân
238
92
U
có cấu tạo gồm
1.6 Trong hạt nhân
35
17
Cl
có
A. 35 proton và 17 electron B. 18 proton và 17 nơtron
C. 17 proton và 35 nơtron D. 17 proton và 18 nơtron
1.7 Hạt nhân chì
206
82
Pb
có
A. 206 proton B. 206 nuclon C. 82 nơtron D. 124
proton
1.32 Hạt nhân
60
27
Co
có khối lượng là 55,94 u. Biết khối lượng của proton là 1,0073u và
khối lượng của nơtron 1,0087u. Độ hụt khối của hạt nhân

60
27
Co
là
A. 4,544u B. 4,536u C. 3,154u D. 3,637u
1.8 Hạt nhân
4
2
He
có độ hụt khối bằng 0,03038u. Biết 1u = 931,5 MeV/c
2
. Năng lượng
liên kết của hạt nhân
4
2
He
là
Trang 13

A. 32,29897MeV B. 28,29897MeV C. 82,29897MeV D. 25,29897MeV
1.9 Hạt nhân
60
27
Co
có khối lượng là 55,94 u. Biết khối lượng của proton là 1,0073u và
khối lượng của nơtron 1,0087u. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
60
27
Co
là

A. 70,5MeV B. 70,4MeV C. 48,9MeV D. 54,MeV
1.10 Một hạt có khối lượng nghỉ m
0
. Theo thuyết tương đối, động năng của hạt này khi
chuyển động với tốc độ 0,8 c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là
A.
0
2
3
E
B.
0
1
3
E
C.
0
1
2
E
D.
0
E

1.11 Theo thuyết tương đối, một hạt có động năng bằng 3/7năng lượng nghỉ của nó .Tốc
độ của hạt này bằng
A. 2,14.10
8
m/s B. 2,35.10
8

m/s C. 2,41.10
8
m/s D. 2,53.10
8
m/s
DẠNG 2 : XÁC ĐỊNH HẠT NHÂN CÒN THIẾU TRONG PHẢN ỨNG HẠT
NHÂN.(TRONG PHƯƠNG TRÌNH PHÓNG XẠ )
PHƯƠNG PHÁP :
Phương trình phản ứng:
3
1 2 4
1 2 3 4
1 2 3 4
A
A A A
Z Z Z Z
X X X X+ ® +

Trong số các hạt này có thể là hạt sơ cấp như nuclôn, eletrôn, phôtôn
* Áp dụng Các định luật bảo toàn
+ Bảo toàn số nuclôn (số khối): A
1
+ A
2
= A
3
+ A
4

+ Bảo toàn điện tích (nguyên tử số): Z

1
+ Z
2
= Z
3
+ Z
4
*Chú ý : Nên học thuộc một vài chất có số điện tích thường gặp trong phản ứng hạt nhân.
-Một vài loại phóng xạ và đặc trưng về điện tích , số khối của chúng:hạt α
4
2
He
;hạt
nơtron
1
0
;n
hạt proton
1
1
p
;tia
0
1
e




;tia

0
1
e




;tia 𝛄 có bản chất là sóng điện từ.
-Xác định số các hạt phóng xạ phát ra của một phản ứng .
1.VÍ DỤ
Câu 1: (TN – THPT 2008): Cho phản ứng hạt nhân α + Al
13
27
→ P
15
30
+ X thì hạt X là
A. prôtôn. B. nơtrôn. C. êlectrôn. D. pôzitrôn.
Hướng dẫn:
4
2
He
+ Al
13
27
→ P
15
30
+ X
ĐLBT số khối : 4+27=30+A

X
→A
X
= 1
ĐLBT điện tích : 2 + 13 = 15 +Z
X
→ Z
X
=0
Câu 2: (TN – THPT 2009): Pôlôni
o
p
210
84
phóng xạ theo phương trình:
o
p
210
84
→
X
A
Z
+
b
p
206
82
. Hạt X là
Trang 14

A.
4
2
He
B.
3
2
He
C.
e
0
1
D.
e
0
1

Hướng dẫn:
ĐLBT số khối : 210 = 206+A
X
→A
X
= 4
ĐLBT điện tích : 84 = 82 +Z
X
→ Z
X
=2
Câu 3: (TN năm 2010): Cho phản ứng hạt nhân

A
Z
X
+
9
4
B
e 

12
6
C +
0
n. Trong phản
ứng này
A
Z
X là

A. prôtôn. B. hạt α. C. êlectron. D. pôzitron.
Hướng dẫn: Tương tự trên
Câu 4:(ĐH 2012) Trong phản ứng hạt nhân có sự bảo toàn
A. Số prôtôn. B. số nơtron C.số nuclon D. khối lượng
Câu 5: (TN – THPT 2008) Khi nói về phản ứng hạt nhân, phát biểu nào sau đây đúng ?
A. tổng động năng của các hạt trước và sau phản ứng hạt nhân luôn được bảo toàn
B. Tất cả các phản ứng hạt nhân đều thu năng lượng
C. tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước và sau phản ứng hạt nhân luôn được bảo toàn
D. năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân luôn được bảo toàn
Câu 6: (CĐ 2012) Cho phản ứng hạt nhân sau :
19 16

98
F X O  
4
2
He
.Hạt X là
A. prôtôn. B. hạt α. C. đơtêri. D. nơtron.
Hướng dẫn: Tương tự trên
Câu 7: Urani 238 phân rã thành rađi tiếp tục cho đến khi hạt nhân con là đồng vị chì
bền
Pb
206
82
. Hỏi
U
238
92
biến thành
Pb
206
82
sau bao nhiêu phóng xạ  và 
-
theo dãy sau:
PbThUPaThU
206
82
238
92
Ra 

.
A. 8 và 6
-
. B. 6 và 8
-
. C. 8 và 8
-
. D. 6 và 6
-
.
Hướng dẫn:
238 206
92 82
U x y Pb


  

ĐLBT số khối : 238 = x.4+y.0+206

→x = 8
ĐLBT điện tích : 92 = x.2 +y(-1)+82 → y =6
2.BÀI TẬP VẬN DỤNG
Trang 15

2.1 Xác định hạt nhân X trong phản ứng hạt nhân sau:
3
1
T X n


  

A.
H
1
1
B
2
1
D
C.
3
1
T
D.
He
4
2

2.2 Định luật bảo toàn nào sau đây không áp dụng được trong phản ứng hạt nhân
A. điện tích B. khối lượng C. năng lượng toàn phần D. số nuclon
2.3 (TN – THPT 2007):Hạt nhân C
6
14
phóng xạ β
-
. Hạt nhân con được sinh ra có
A. 5 prôtôn và 6 nơtrôn B. 7 prôtôn và 7 nơtrôn
C. 6 prôtôn và 7 nơtrôn D. 7 prôtôn và 6 nơtrôn.
2.4 (TN năm 2010)Hạt nhân

16
C sau một lần phóng xạ tạo ra hạt nhân
17
N. Đây là
A. phóng xạ γ. B. phóng xạ α. C. phóng xạ β
-
. D. phóng xạ β
+
.
2.5 Urani 238 phân rã theo chuỗi phóng xạ :
238
92
A
Z
U Th Pa X
  

  
.Trong đó
Z,A là
A. Z = 92 ; A = 234. B. Z = 234 ; A =92. C. Z = 94 ; A = 234. D. Z = 92 ; A = 238
DẠNG 3 : NĂNG LƯỢNG TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN.
PHƯƠNG PHÁP :
Phương trình phản ứng:
3
1 2 4
1 2 3 4
1 2 3 4
A
A A A

Z Z Z Z
X X X X+ ® +

Trong số các hạt này có thể là hạt sơ cấp như nuclôn, eletrôn, phôtôn
Năng lượng phản ứng hạt nhân: E = (M
0
– M)c
2
= (M
0
– M)931,5MeV
Trong đó: M
0
12
XX
mm=+
là tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng.
M
34
XX
mm=+
là tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng.
Lưu ý: - Nếu M
0
> M thì phản ứng toả năng lượng E dưới dạng động năng của các hạt
X
3
, X
4
hoặc phôtôn .

Các hạt sinh ra có độ hụt khối lớn hơn nên bền vững hơn.
- Nếu M
0
< M
Sau
thì phản ứng thu năng lượng E dưới dạng động năng của các
hạt X
1
, X
2
hoặc phôtôn .
Các hạt sinh ra có độ hụt khối nhỏ hơn nên kém bền vững.
* Trong phản ứng hạt nhân
3
1 2 4
1 2 3 4
1 2 3 4
A
A A A
Z Z Z Z
X X X X+ ® +

Các hạt nhân X
1
, X
2
, X
3
, X
4

có:
Năng lượng liên kết riêng tương ứng là 
1
, 
2
, 
3
, 
4
.
Năng lượng liên kết tương ứng là W
lk1
, W
lk2’
W
lk3
, W
lk4

Độ hụt khối tương ứng là m
1
, m
2
, m
3
, m
4

Năng lượng của phản ứng hạt nhân
E = A

3

3
+A
4

4
– A
1

1
– A
2

2
= W
lk3
+ W
lk4
– W
lk1
– W
lk2

= (m
3
+ m
4
– m
1

– m
2
)c
2

= (m
3
+ m
4
– m
1
– m
2
)931,5Mev
Trang 16

*Chú ý : số hạt nhân nguyên tử có trong m (g) chất
A
Z
X

N =
.
A
m
N
A

*Đổi đơn vị 1 MeV = 1,6.10
-13

J
1 eV = 1,6.10
-19
J


1.VÍ DỤ
Câu 1: (CĐ 2012)Cho phản ứng hạt nhân :
2 2 3 1
1 1 2 0
D D He n  
. Biết khối lượng của
2 3 1
1 2 0
,,D He n
lần lượt là m
D
=2,0135u; m
He
= 3,0149 u; m
n
= 1,0087u. Năng lượng tỏa ra
của phản ứng trên bằng
A. 1,8821 MeV. B. 2,7391 MeV. C. 7,4991 MeV. D. 3,1671 MeV.
Hướng dẫn:: Năng lượng tỏa ra của phản ứng: E = (2m
D
-

m
He

- m
n
)c
2
= 0,0034uc
2
=
3,1671 MeV
Câu 2: :(ĐH 2009) Cho phản ứng hạt nhân:
3 2 4
1 1 2
T D 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
Hướng dẫn:E = (m
3
+ m
4
– m
1
– m
2
)931,5Mev = (0,030382 u -0,009106 u-
0,002491 u) 931,5Mev = 17,498 MeV. (độ hụt khối của nowtron (X) = 0)
Câu 3:(ĐH 2013) Tổng hợp hạt nhân heli
4

2
He
từ phản ứng hạt nhân
1 7 4
1 3 2
H Li 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. 1,3.10
24
MeV. B. 2,6.10
24
MeV. C. 5,2.10
24
MeV. D. 2,4.10
24
MeV.
Hướng dẫn: Hạt nhân X cũng là hạt He nên số phản ứng bằng một nửa số hạt.
Tổng hợp được 1 hạt X tỏa năng lượng 17,3/2 MeV
n.N
A
?
24
10.6,2
2
.3,17 
A
nN
E
MeV

Câu 4: :(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
235
U và đồng vị này chỉ
bị tiêu hao bởi quá trình phân hạch. Coi mỗi năm có 365 ngày; mỗi phân hạch sinh ra 200
Trang 17

MeV; số A-vô-ga-đrô N
A
=6,02.10
23
mol
-1
. Khối lượng
235
U mà lò phản ứng tiêu thụ trong
3 năm là
A. 461,6 kg. B. 461,6 g. C. 230,8 kg. D. 230,8 g.
Hướng dẫn:P=E/t=NE/t với E =200 MeV=200.1,6.10
13
J ; t=3.365.24.3600 (s)
 N=Pt/E  m=
.
AA
NA PtA
N E N


=230823gam=230,823kg
2.BÀI TẬP VẬN DỤNG

3.1 Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân: 2
2
1
D


A
Z
X
+
1
0
n
. Biết độ hụt khối của hạt nhân D
là 0,0024u, của hạt nhân X là 0,0083u. Phản ứng này tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng?
A. tỏa 4,24 MeV B. tỏa 3,26 MeV C.thu 4,24 MeV D. thu 3,26 MeV
3.2 Cho phản ứng hạt nhân
27 30
13 15
Al P n

  
, khối lượng các hạt nhân là
m

= 4,0015u,
m
Al
= 26,97435u, m
p

= 1,00867u, 1u = 931 MeV/c
2
. Năng lượng mà phản ứng này tỏa ra
hoặc thu vào là bao nhiêu ?
A. tỏa ra 4,275152 MeV B. thu vào 2,67197MeV
C. tỏa ra 4,275152.10
-13
J D. thu vào 2,67197.10
-13
J
3.3 Cho phản ứng hạt nhân
37 37
17 18
Cl p Ar n  
, khối lượng của các hạt nhân là m(Ar) =
36,956889u, m(Cl) = 36,956563u, m(n) = 1,00867u, m(p) = 1,007276u, 1u = 931
MeV/c
2
. Năng lượng mà phản ứng này tỏa ra hay thu vào là
A. tỏa ra 1,60132 MeV B. thu vào 1,60132 MeV
C. tỏa ra 2,562112.10
-19
J D. thu vào 2,562112.10
-19
J
3.4 Bắn hạt  vào hạt nhân
N
14
7
đứng yên ta có phản ứng:

pON 
17
8
14
7

.Biết m

=
4,0015u; m
N
= 13,9992u; m
O
= 16,9947u; m
p
= 1,0073u Phản ứng này:
A.thu 1,94.10
-13
J B.thu 1,21.10
-13
J. C.toả 1,94.10
-13
J. D.toả 1,2110
-13
J.
3.5 Chọn câu đúng. Bom nhiệt hạch dùng trong phản ứng hạt nhân
D + T




+ n
Hay
2 3 4 1
1 1 2 0
H H He n  

Tính năng lượng tỏa ra nếu có 1kmol He được tạo thành do vụ nổ. Biết m
D
= 2,0136u;
m
T
=3,016u, m
He
= 4,0015u, m
n
= 1,0087u
A. 174,06.10
10
J B. 174,06.10
9
J C. 17,406.10
9
J D. 17,4.10
8
J
Trang 18

3.6 Mỗi hạt nhân
235
92

U
phân hạch tỏa ra năng lượng 200MeV.Năng lượng tỏa ra khi phân hạch 1
kg
235
92
U
là
A. tỏa 4,24 MeV B. tỏa 5,12.10
26
MeV
C.thu 4,24.10
26
MeV D. thu 3,26 MeV
3.7 Phản ứng nào sau đây không phải là phản ứng hạt nhân nhân tạo
A.
238 1 239
92 0 92
U n U
B.
238 4 234
92 2 90
U He Th

C.
4 14 17 1
2 7 8 1
He N O H  
D.
27 30 1
13 15 0

Al P n

  

3.8 Số nguyên tử có trong 5g Radon
222
86
Rn

A. 13,5.10
22
nguyên tử B. 1,35.10
22
nguyên tử
C. 3,15.10
22
nguyên tử D. 31,5.10
22
nguyên tử
DẠNG 4 : ĐỘNG NĂNG VÀ VẬN TỐC CỦA CÁC HẠT TRONG PHẢN ỨNG
HẠT NHÂN.
PHƯƠNG PHÁP :
4. Phản ứng hạt nhân và năng lượng phản ứng hạt nhân.
a.Phương trình phản ứng:
3
1 2 4
1 2 3 4
1 2 3 4
A
A A A

Z Z Z Z
X X X X+ ® +

Trong số các hạt này có thể là hạt sơ cấp như nuclôn, eletrôn, phôtôn
* Các định luật bảo toàn
+ Bảo toàn số nuclôn (số khối): A
1
+ A
2
= A
3
+ A
4

+ Bảo toàn điện tích (nguyên tử số): Z
1
+ Z
2
= Z
3
+ Z
4
+ Bảo toàn động lượng:
1 2 3 4 1 1 2 2 3 3 4 4
m m m mp p p p hay v v v v+ = + + = +
uur uur uur uur ur ur ur ur

+ Bảo toàn năng lượng:
1 2 3 4
X X X X

K K E K K+ ± D = +
(1)




Trong đó:
*E là năng lượng phản ứng hạt nhân .
- Nếu phản ứng tỏa năng lượng thì lấy +ΔE ở phương trình (1)
- Nếu phản ứng thu năng lượng thì lấy –ΔE ở phương trình (1)

*
1 2 3 4
; ; ; p p p p
uur uur uur uur
: là động lượng của các hạt nhân X
1
; X
2
;

X
3
; X
4

*
1 2 3 4
; ; ;
X X X X

K K K K
: Là động năng của các hạt nhân X
1
; X
2
;

X
3
; X
4
Với
2
1
;:
2
X x x
K m v dv J=

Lưu ý: - Không có định luật bảo toàn khối lượng.
p = mv
đv: p: kg.m/s
m: kg
v: m/s
Trang 19

- Mối quan hệ giữa động lượng p
X
và động năng K
X

của hạt X là:

22
2 ( . ) 2 . 2
X X X X X X X X X X X
p m K m v m K m v m K= Û = Þ =


- Khi tính vận tốc v hay động năng K thường áp dụng quy tắc hình bình hành
* TH : Cho hạt X
1
bắn phá hạt X
2
(đứng yên) sinh ra hạt X
3
và X
4
: X
1
+ X
2
= X
3
+ X
4

Theo định luật bảo toàn động lượng:
1 3 4
(1)p p p
  




1 3 4
(1)p p p
  


2
1
p 
22
3 3 4 3 4 4
2 cos( ; )p p p p p p

  

1 1 3 3 4 4 3 4 3 4
2 cosm K m K m K m m K K

  

* TH hạt nhân phóng xạ : (v = 0 hay p = 0 )
12
12
12
AA
A
Z Z Z
X X X®+

12
(1)p p p
  



P
1
= p
2


1 1 2
2 2 1
K v m
K v m
==

1.VÍ DỤ
Câu 1: (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

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
A.
4
4

v
A
B.
2
4
v
A
C.
4
4
v
A
D.
2
4
v
A

Hướng dẫn: Viết phương trình phóng xạ .Áp dụng định luật bảo toàn động lượng
(A - 4)
V

+ 4
v

= 0


4
4



A
v
V




Độ lớn V =
4
4
v
A

Câu 2: (ĐH 2013)Dùng một hạt  có động năng 7,7 MeV bắn vào hạt nhân
14
7
N
đang
đứng yên gây ra phản ứng
14 1 17
7 1 8
N p O

  
. Hạt prôtôn bay ra theo phương vuông góc
với phương bay tới của hạt . Cho khối lượng các hạt nhân: m

= 4,0015u; m

P
= 1,0073u;
m
N14
= 13,9992u; m
O17
=16,9947u. Biết 1u = 931,5 MeV/c
2
. Động năng của hạt nhân
17
8
O

là
A. 2,075 MeV. B. 2,214 MeV. C. 6,145 MeV. D. 1,345 MeV.
Hướng dẫn:
Định luật bảo toàn động lượng:
pO
p p p


vì
p
pp


nên
2 2 2
Op
p p p



 2m
O
K
O
=2m

K

+2m
p
K
p
(1)
Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần:
1
p
ur
3
p
uur
4
p
uur
φ
Trang 20

( ).931,5
N p O p O

K m m m m K K

     
(2)
Có K

=7,7MeV, giải hệ (1) và (2) tìm được K
p
=4,417MeV và K
O
=2,075 MeV.
Câu 3 :( ĐH 2008 )Hạt nhân A đang đứng yên thì phân rã thành hạt nhân B có khối
lượng m
B
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
A.
B
m
m

B.
2
B
m
m





C.
B
m
m

D.
2
B
m
m





HD: Theo định luật bảo toàn động lượng:
   
B
B B B B B B
B
m
W
m v m v m v m v m W m W
Wm

     

       

22
0

2.BÀI TẬP VẬN DỤNG
4.1.Dùng p có động năng K
1
bắn vào hạt nhân
9
4
Be
đứng yên gây ra phản ứng
p +
9
4
Be

α +
6
3
Li
. Phản ứng này tỏa năng lượng Q = 2,125MeV. Hạt nhân
6
3
Li
& α bay
ra với các động năng lần lượt là 3,575MeV & 4 MeV. Tính góc giữa các hướng chuyển
động của hạt α & hạt p (lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u gần bằng số khối).
1uc
2
= 931,5 MeV

A. 45
0
B. 90
0
C. 75
0
D. 120
0
4.2Hạt prôtôn có động năng 5,48 MeV được bắn vào hạt nhân
9
4
Be
đứng yên thì thấy tạo
thành một hạt nhân
6
3
Li
& một hạt X bay ra với động năng 4 MeV theo hướng vuông góc
với hướng chuyển động của hạt p tới . Tính vận tốc của hạt nhân Li (lấy khối lượng các
hạt nhân tính theo đơn vị u gần bằng số khối
A. 10,7.10
6
m/s B. 1,07.10
6
m/s C. 8,24.10
6
m/s D. 0,824.10
6
m/s
4.3 Hạt nhân

210
84
Po
đang đứng yên thì phóng xạ , ngay sau phóng xạ đó, động năng của
hạt 
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.
Trang 21

4.4 Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân
9
4
Be
đang đứng yên.
Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt . Hạt  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 các phản ứng này bằng
A. 4,225 MeV B. 1,145 MeV C. 2,125 MeV D. 3,125 MeV
4.5 Bắn hạt  vào hạt nhân
N
14
7
đứng yên ta có phản ứng:

pON 
17
8

14
7

.Biết m

= 4,0015u; m
N
= 13,9992u; m
O
= 16,9947u; m
p
= 1,0073u và 1u
= 931
2
c
Mev
. Biết các hạt sinh ra có cùng vận tốc. Tính động năng hạt  bắn vào theo đơn
vị Mev?
A. 2,15Mev. B. 1,21Mev. C. 1,56Mev. D. 0,95Mev.

DẠNG 5 : CÁC DẠNG TOÁN VỀ PHÓNG XẠ
1.XÁC ĐỊNH LƯỢNG CHẤT CÒN LẠI
PHƯƠNG PHÁP :
VẬN DỤNG CÔNG THỨC:
0
0
.
2
t
t

t
T
m
m m e
l-
==
λ.T = ln2 ; λ.T = 0,693
Chu kỳ bán rã: T đv: thời gian (s, h, ngày, tháng…….)
Hằng số phóng xạ: λ đv: 1/(thời gian ) ; 1/(s, h, ngày, tháng…)
Trong đó:
m
t
: Khối lượng chất phóng xạ còn lại sau thời gian t
m
o
: Khối lượng chất phóng xạ ban đầu

0
0
.
2
t
t
t
T
N
N N e
l-
==

Trong đó:
N
t
: Số nguyên tử chất phóng xạ còn lại sau thời gian t

N
o
: Số nguyên tử chất phóng xạ ban đầu.
Lưu ý: Nếu có m(g) chất phóng xạ
A
X thì có số nguyên tử là:
N
t
=
t
m
A
.6,023.10
23
(Nguyên tử ) ; m

: đv : gam
N
o
=
o
m
A
.6,023.10

23
(Nguyên tử ) ;
Chú ý : t và T phải đưa về cùng đơn vị .
Trang 22

m và m
0
cùng đơn vị không cần đổi đơn vị

1.1VÍ DỤ
Câu 1: (TN năm 2010): Ban đầu có N
0
hạt nhân của một mẫu phóng xạ nguyên chất.
chu kì bán rã của chất phóng xạ này là T. Sau thời gian 3T, kể từ thời điểm ban đầu, số
hạt nhân chưa phân rã của mẫu phóng xạ này bằng
A.
3
1
N
0
. B.
4
1
N
0
. C.
5
1
N
0

. D.
8
1
N
0
.
Hướng dẫn :
00
3
2
2
t
t
T
NN
N
T
T
==

Câu 2: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã 8 ngày đêm. Lúc đầu có 200g chất phóng xạ
này, sau 8 ngày đêm còn lại bao nhiêu g chất phóng xạ đó chưa phân rã ?
A. 50g B. 75g C. 100g D. 25g
Hướng dẫn :
0
8
8
200
2
2

t
t
T
m
m ==

Câu 3: Chất phóng xạ pôlôni
Po
210
84
có chu kì bán rã T= 138 ngày. Ban đầu một lượng
pôlôni m
0
, sau 276 ngày chỉ còn lại 12mg. Lượng pôlôni ban đầu m
0
là:
A. 36mg. B. 24mg. C. 60mg. D. 48mg.
Hướng dẫn :
00
276
138
12
2
2
t
t
T
mm
m = Û =

Câu 4: (ĐH 2013) Giả thiết một chất phóng xạ có hằng số phóng xạ là  = 5.10
-8
s
-1
. Thời
gian để số hạt nhân chất phóng xạ đó giảm đi e lần (với lne = 1) là
A. 5.10
8
s. B. 5.10
7
s. C. 2.10
8
s. D. 2.10
7
s.
Hướng dẫn : N=N
0

t
e


→ t =

1
= 2.10
7
(s).
Câu 5 : (ĐH 2013) Ban đầu một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có N
0

hạt nhân. Biết
chu kì bán rã của chất phóng xạ này là T. Sau thời gian 4T, kể từ thời điểm ban đầu, số
hạt nhân chưa phân rã của mẫu chất phóng xạ này là
A.
0
15
N
16
B.
0
1
N
16
C.
0
1
N
4
D.
0
1
N
8

Trang 23

Câu 6: (ĐH 2010) Một chất phóng xạ ban đầu có N
0
hạt nhân. Sau 1 năm, còn lại một
phần ba số hạt nhân ban đầu chưa phân rã. Sau 1 năm nữa, số hạt nhân còn lại chưa phân

rã của chất phóng xạ đó là
A.
0
16
N
. B.
0
9
N
C.
0
4
N
D.
0
6
N

1.2 BÀI TẬP VẬN DỤNG
1.1 (ĐH 2009) Ban đầu có N
0
hạt nhân của một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có chu kì
bán rã T. Sau khoảng thời gian t = 0,5T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị
phân rã của mẫu chất phóng xạ này là
A.
0
N
2
B.
0

N
4
C. N
0
2
D.
0
N
2

1.2 Một lượng chất phóng xạ có khối lượng m
0
. Sau 5 chu kì bán rã khối lượng chất
phóng cạ còn lại là
A. m
0
/5 B. m
0
/25 C. m
0
/32 D. m
0
/50
1.3 Iốt phóng xạ
I
131
53
dùng trong y tế có chu kì bán rã T=8 ngày.Lúc đầu có m
0
=200g chất

này sau 24 ngày lượng chất còn lại
A. 25g. B. 50g. C. 20g. D. 30g.
1.4 Gọi N
0
là số hạt nhân của một chất phóng xạ ở thời điểm t = 0 và

là hằng số phóng
xạ của nó. Theo định luật phóng xạ, công thức tính số hạt nhân chưa phân rã của chất
phóng xạ ở thời điểm t là:
A.
0
t
N N e



B.
 
0
ln 2
t
N N e



C.
0
1
2
t

N N e



D.
0
t
N N e



1.5
24
11
Na
là chất phóng xạ


với chu kì bán rã 15 giờ. Ban đầu có một lượng
24
11
Na
thì
sau một khoảng thời gian bao lâu lượng chất phóng xạ trên bị phân rã 75% ?
A. 7h30’ B. 15h00’ C. 22h30’ D. 30h00’

Trang 24

2.XÁC ĐỊNH LƯỢNG CHẤT ĐÃ BỊ PHÂN RÃ
PHƯƠNG PHÁP :
VẬN DỤNG CÔNG THỨC:
0 0 0
1
(1 ) ; (1 )
2
t
t
t
T
m m m m m m e
l-
D = - = - D = -

0 0 0
1
(1 ) ; (1 )
2
t
t
t
T
N N N N N N e
l-
D = - = - D = -

Trong đó:
m
t
: Khối lượng chất phóng xạ còn lại sau thời gian t
m
o
: Khối lượng chất phóng xạ ban đầu
Δm: Khối lượng chất bị phóng xạ sau thời gian t
N
t
: Số nguyên tử chất phóng xạ còn lại sau thời gian t

N
o
: Số nguyên tử chất phóng xạ ban đầu.
ΔN: Số hạt nguyên tử bị phân rã .
Chú ý : không được áp dụng ĐLBT khối lượng như trong hóa học

2.1VÍ DỤ
Câu 1:(ĐH 2010) Chất phóng xạ X có chu kì bán rã T. Ban đầu (t=0), một mẫu chất
phóng xạ X có số hạt là N
0
. Sau khoảng thời gian t=3T (kể từ t=0), số hạt nhân X đã bị
phân rã là
A. 0,25N
0
. B. 0,875N
0
. C. 0,75N

0
. D. 0,125N
0

Hướng dẫn : số hạt nhân X đã bị phân rã là N = N
0
(1 -
3
2
1
) = 0,875N
0
Câu 2:Côban
60
27
Co

là đồng vị phóng xạ phát ra tia β
-
và γ với chu kì bán rã T = 71,3
ngày .Tỷ lệ phần trăm chất
60
27
Co
bị phân rã trong 30 ngày là
A. 25,3%. B. 35,3%. . C. 95,3%. . D. 15,3%.
Hướng dẫn :
0
1 25,3%
t

N
e
N



  

Câu 3 : (ĐH 2009)Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã T. Cứ sau một khoảng thời
gian bằng bao nhiêu thì số hạt nhân bị phân rã trong khoảng thời gian đó bằng ba lần số
hạt nhân còn lại của đồng vị ấy?
A. 0,5T. B. 3T. C. 2T. D. T.
Hướng dẫn :
3NN  

0
0
1
(1 ) 3 2
22
tt
TT
N
N t T- = Þ =

Trang 25

Câu 4: (TN – THPT 2007): Chất phóng xạ iốt I
53
131

có chu kì bán rã 8 ngày. Lúc đầu có
200g chất này. Sau 24 ngày, số gam iốt phóng xạ đã bị biến thành chất khác là:
A. 150g B. 50g C. 175g D. 25g
2.2BÀI TẬP VẬN DỤNG
2.1 Một nguồn ban đầu chứa N
0
hạt nhân nguyên tử phóng xạ. Có bao nhiêu hạt nhân này
bị phân rã sau thời gian bằng 4 chu kỳ bán rã ?
A. (1/8)N
0
B. (1/6)N
0
C. (2/3)N
0
D. (15/16)N
0

2.2 Chu kỳ bán rã của hai chất phóng xạ A và B lần lượt là 20 phút và 40 phút .Ban đầu
hai chất A và B có số lượng hạt nhân bằng nhau . Sau 80 phút ,tỉ số các hạt nhân A và B
bị phân rã là
A. 5/4. B. 4/5. . C. 1/4 D. 4.
2.3 Radian có chu kỳ bán rã 20 phút .Một mẫu Radian có khối lượng là 2g .Sau 1h40
phút ,lượng chất đã bị phân rã là
A. 1,9375 g. B. 2,5g . C. 0,65g. . D. 1,25 g.
2.4 Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là 20 ngày đêm. Hỏi sau bao lâu thì 75% hạt nhân bị
phân rã
A. 20 ngày B. 30 ngày C. 40 ngày D. 50 ngày
2.5 Ban đầu có một lượng chất phóng xạ nguyên chất của nguyên tó X, có chu kì bán rã
là T. Sau thời gian t = 3T, tỉ số giữa số hạt nhân chất phóng xạ X phân rã thành hạt nhân
của nguyên tố khác và số hạt nhân còn lại của chất phóng xạ X bằng

A. 8 B. 7 C. 1/7 D. 1/8
2.6
210
84
Po
là chất phóng xạ α . Ban đầu một mẫu chất Po tinh khiết có khối lượng 2 mg.
Sau 414 ngày tỉ lệ giữa số hạt nhân Po và Pb trong mẫu đó bằng 1: 7. Chu kỳ bán rã của
Po là
A. 13,8 ngày B. 69 ngày C. 138 ngày D. 276 ngày
3.XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CỦA HẠT NHÂN CON
PHƯƠNG PHÁP :
VẬN DỤNG CÔNG THỨC:

Trong phóng xạ:
12
AA
Phong xa
me con
XY
khối lượng hạt nhân con sinh ra được
tính:
Trang 26


co
.
me con
n
me
mA

m
A


A
con
= A
2
; A
mẹ
= A
1
; Δm
mẹ
: khối lượng hạt nhân
mẹ bị phân rã.
*Chú ý : - 1 hạt nhân mẹ bị phân rã thì có một hạt nhân con tạo thành :N
X
(phóng xạ
)=N
Y
( tạo thành )
-Trường hợp phóng xạ β
+
,β
-
thì A
con
= A
mẹ

→m
con
= m
- Trường hợp phóng xạ α thì A
con
< A
mẹ
→m
con
< m


3.1 VÍ DỤ
Câu 1 : Hạt nhân
224
88
Ra
phóng ra một hạt anpha,một photon và tạo thành
A
Z
Rn
.Một
nguồn phóng xạ
224
88
Ra
Có khối lượng ban đầu m
0
sau 14,8 ngày khối lượng của nguồn
còn lại là 2,24 g , biết T = 3,7 ngày .Khối lượng

224
88
Ra
bị phân rã và khối lượng hạt nhân
mới tạo thành lần lượt là
A.33 g và 33 g B. 33,6g và 33,6 g C. 33,6g và 33 g D. 33g và
33,6 g
HƯỚNG DẪN :
0
0
.
2
t
t
t
T
m
m m e
l-
==
=35,84 g
m
Ra
=
0 t
mm-
= 33,6 g

co
.

me con
n
me
mA
m
A


= 33 g
Câu 2 : (ĐH 2010)Hạt nhân
1
1
A
Z
X phóng xạ và biến thành một hạt nhân
2
2
A
Z
Y bền. Coi
khối lượng của hạt nhân X, Y bằng số khối của chúng tính theo đơn vị u. Biết chất phóng
xạ
1
1
A
Z
X có chu kì bán rã là T. Ban đầu có một khối lượng chất
1
1
A

Z
X, sau 2 chu kì bán rã
thì tỉ số giữa khối lượng của chất Y và khối lượng của chất X là
A.
1
2
A
4
A
B.
2
1
A
4
A
C.
2
1
A
3
A
D.
1
2
A
3
A

HD:
 

t
T
t
T
Y
YA
X
X
A
N
A
NA
m N A
.
N
mA
N . A
A
N



  
2
02
2
1
01
1
12

3
2

3.2 BÀI TẬP VẬN DỤNG