LUYỆN THI ĐẠI HỌC CHUYÊN ĐỀ VẬT LÍ HẠT NHÂN

GIỚI THIỆU
 Tài liệu dạng SÁCH THAM KHẢO, gồm 7 tập.
 Hệ thống đầy đủ CÔNG THỨC CƠ BẢN thường dùng.
 Cách soạn LÝ THUYẾT mới → DỄ HỌC THUỘC nhất.
 Bài tập mẫu đa dạng được GIẢI rất CHI TIẾT
 Các THỦ THUẬT giải toán + Nhận xét hữu ích sau bài giải.
 Tổng hợp và phân nhóm rõ ràng câu hỏi của các đề thi QUỐC
GIA trong 8 năm (2007 – 2014).
 Nhiều ĐỀ LUYỆN TẬP {mức độ TỐT NGHIỆP → ĐẠI HỌC}
 Trình bày KHOA HỌC, tối ưu hóa trang in và thẩm mỹ, có thể
in ra sử dụng ngay mà không cần thiết phải chỉnh sửa.
{Đầy đủ đáp án các đề THI QUỐC GIA + LUYỆN TẬP}
{Giải chi tiết các câu khó hoặc lạ}
Mọi góp ý, hoặc chưa hài lòng về nội dung SÁCH, hoặc yêu cầu
riêng về các tài liệu VẬT LÍ, các bạn vui lòng liên hệ qua:
1. Email:
2. Điện thoại: 0915.845.845
2015
DƯƠNG THÀNH NHÂN








LUYỆN THI ĐẠI HỌC
CHUYÊN ĐỀ
VẬT LÍ HẠT NHÂN
2015

CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 1
Trang 1
NỘI DUNG
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN – THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP 2
1. LÝ THUYẾT 2
1.1. Công thức cơ bản 2
1.2. Những khẳng định đúng 3
1.3. LƯU Ý KHI GIẢI TOÁN 4
2. BÀI TẬP MẪU 5
3. TỔNG HỢP ĐỀ THI QUỐC GIA TỪ 2007 ĐẾN 2014 12
CẤU TẠO HẠT NHÂN – NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT 12
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 14
PHÓNG XẠ 16
THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP 18
4. ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI 19
5. ĐỀ LUYỆN TẬP 26



CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 2
Trang 2
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN – THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP
1. LÝ THUYẾT
1.1. Công thức cơ bản
– Một HẠT NHÂN
X
A
Z
có:
Số proton: Z ; Số neutron: A – Z ; Số nuclon: A

Điện tích:
q = +Z.e > 0 {e = 1,6.10
–19
C}
Độ hụt khối:
 
 
Xnp
mm.ZAm.Zm 

Năng lượng liên kết:
∆E
lk
= ∆m.c²
Năng lượng liên kết riêng:
A
E
lkr



– Liên hệ giữa số lượng hạt N chứa trong khối lượng m:
A
N.
A
m
N
{N
A
≈ 6,02.10²³ mol⁻¹}

– Liên hệ giữa khối lượng HẠT NHÂN và khối lượng NGUYÊN TỬ của đồng vị
X
A
Z


engtuX
m.Zmm 
{m
e
là khối lượng electron}
– Xét PHẢN ỨNG HẠT NHÂN:
DCBA
4
4
3
3
2
2
1
1
A
Z
A
Z
A
Z
A
Z


+ Bảo toàn số nuclon: A
1
+ A
2
= A
3
+ A
4

+ Bảo toàn điện tích: Z
1
+ Z
2
= Z
3
+ Z
4

Năng lượng của phản ứng hạt nhân
1. Tính theo khối lượng
 
2
sautruoc
c.mmE 

2. Tính theo độ hụt khối
 
2
truocsau

c.mmE 

3. Tính theo năng lượng liên kết
truocLKsauLK
EEE



4. Tính theo động năng
truocsau
KKE 

Lưu ý: ∆E > 0 : phản ứng tỏa năng lượng và ngược lại.

+ Bảo toàn động lượng:
DCBA
pppp



+ Bảo toàn năng lượng toàn phần:
 
 
2
DCDC
2
BABA
c.mmKKc.mmKK 

+ Liên hệ giữa động lượng p và động năng K: p² = 2m.K

– Xét phản ứng PHÂN HẠCH:
EnkYXAn
1
0
A
Z
A
Z
A
Z
1
0
2
2
1
1


+ Nếu
1k 
: Phản ứng tắt nhanh.
+ Nếu
1k 
: Phản ứng dây chuyền, có công suất không đổi. VD: lò phản ứng hạt nhân.
+ Nếu
1k 
: Phản ứng dây chuyền, không kiểm soát được. VD: bom nguyên tử.

– PHÓNG XẠ

+ So sánh sự thay đổi số khối và số proton của hạt nhân CON so với hạt nhân MẸ sau phóng xạ.
Loại phóng xạ
Thay đổi số nuclon (A)
Thay đổi số proton (Z)
Phóng xạ α:
YHeX
4A
2Z
4
2
A
Z




Có (↓ 4)
Có (↓ 2)
Phóng xạ β⁻:


~
YeX
A
1Z
0
1
A
Z

Không
Có (↑ 1)
Phóng xạ β⁺:


YeX
A
1Z
0
1
A
Z

Không
Có (↓ 1)
Phóng xạ γ :

0
0
A
Z
A
Z
XX

Không
Không
+ Sau phóng xạ gamma, khối lượng hạt nhân mẹ bị GIẢM 1 lượng:
c
h

m


(λ là bước sóng tia γ)
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 3
Trang 3
+ Định luật phóng xạ và công thức liên quan:
số CÒN LẠI = số BAN ĐẦU ×
T
t
2


t
o
T
t
o
e.N2.NN




t
o
T
t
o
e.m2.mm





số BỊ PHÂN RÃ = số BAN ĐẦU ×










T
t
21

 
t
o
T
t
o
e1.N21.NN














 
t
o
T
t
o
e1.m21.mm













Hằng số phóng xạ
T

2ln

(khi tính độ phóng xạ phải đổi T về giây)
Liên hệ giữa m và N
A
N.
A
m
N

A
o
o
N.
A
m
N 

A
N.
A
m
N




+ Độ phóng xạ

t

o
T
t
o
e.H2.HN.H



{với H
o
= λ.N
o
là độ phóng xạ ban đầu}
Đơn vị đo độ phóng xạ: 1 Bq = 1 phân rã/s ; 1 Ci = 3,7.10¹⁰ Bq

+ Số lượng HẠT NHÂN CON được sinh ra N
con
= ΔN
{ΔN: số hạt nhân mẹ đã bị phân rã}
+ Khối lượng hạt nhân con được sinh ra m
con
=
m
A
A
me
con


{Δm: khối lượng hạt nhân mẹ đã bị phân rã}

– THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP
+ Khối lượng tương đối tính:
o
2
2
o
m
c
v
1
m
m 


{c = 3.10
8
m/s}
+ Động năng tương đối tính:
2
o
2
cmmcK 
{m
o
c² là năng lượng nghỉ của vật}

1.2. Những khẳng định đúng
1. Đơn vị khối lượng nguyên tử (u) BẰNG
12

1
khối lượng nguyên tử
C
12
6
.
2. Các đơn vị:
22
c
MeV
,
c
eV
,u
đều dùng đo khối lượng.
3. Hạt nhân bao gồm các proton và các neutron, gọi chung là nuclon. Hạt nhân mang điện dương.
4. Trừ Hidro
H
1
1
, mọi hạt nhân khác luôn có độ hụt khối và năng lượng liên kết > 0.
5. Hạt nhân đồng vị ↔ CÙNG số proton (Z).
6. Năng lượng liên kết = năng lượng tối thiểu để tách các nuclon thành các proton và neutron riêng lẻ.
7. Hạt nhân CÀNG BỀN VỮNG nếu năng lượng liên kết riêng càng lớn.
8. Hạt nhân có số khối trung bình (sắt và các hạt nhân của nguyên tố lân cận sắt) bền vững nhất.
9. Phản ứng nhiệt hạch và phân hạch luôn tỏa năng lượng.
10. Phản ứng tỏa năng lượng ↔ các hạt nhân sau phản ứng BỀN HƠN các hạt nhân trước phản ứng.
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 4
Trang 4
11. Phân hạch thường chỉ xảy ra với hạt nhân có A ≥ 200.

12. Điều kiện có phản ứng nhiệt hạch: nhiệt độ đủ cao (10⁷ – 10⁸ K), duy trì đủ lâu, và mật độ hạt đủ lớn.
13. Phản ứng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của các ngôi sao.
14. Phần lớn năng lượng của các sao đến từ phản ứng (đã giản lược):
MeV26e2HeH4
1
0
4
2
1
1



15. Một hạt nhân đứng yên, vỡ thành 2 mảnh. Mảnh có khối lượng càng lớn thì động năng của mảnh đó càng
nhỏ. Tỉ số động năng của 2 mảnh tỉ lệ nghịch với tỉ số khối lượng của 2 mảnh.
16. Trong phản ứng THU năng lượng, để xảy ra phản ứng, năng lượng được cung cấp dưới dạng động năng
của các hạt ban đầu.
17. Phần lớn (~80%) năng lượng của phản ứng phân hạch tỏa ra dưới dạng động năng của các mảnh vỡ.
18. Trong PHÓNG XẠ của một hạt nhân mẹ đang đứng yên thì:
– Động năng của tia phóng xạ bao giờ cũng lớn hơn động năng của hạt nhân con.
– Hạt nhân con và tia phóng xạ luôn bay về hai phía đối ngược nhau.
19. Phóng xạ là phản ứng hạt nhân luôn tỏa năng lượng.
20. Tia α là dòng các hạt nhân
He
4
2
có tốc độ xấp xỉ 2.10⁷ m/s, mang điện dương (+2e).
Tia α lệch về bản âm khi chuyển động giữa hai bản tụ điện.
Tia α có khả năng ion hóa chất khí mạnh nhất (nhưng khả năng đâm xuyên kém nhất).
21. Tia β:

Tia β có tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng c. Có hai loại: β⁻ (các e⁻) và β⁺ (các pozitron).
Tia β⁻ bị lệch về bản dương, ngược lại với tia β⁺. Tia β lệch mạnh hơn tia α.
22. Tia γ:
– Tia γ là sóng điện từ có bước sóng < 10⁻¹¹ m (tính chất sóng), hoặc là các photon (tính chất hạt).
– Tia γ không bị lệch trong điện từ trường (không mang điện tích).
– Có khả năng đâm xuyên mạnh nhất (khả năng ion hóa kém nhất).
23. Bản chất của phân rã β⁻ là: 1 neutron → 1 proton + 1 e⁻ + 1

~

24. Tia α ion hóa mạnh nhất, đâm xuyên kém nhất, có quãng đường bay ngắn nhất so với tia β và γ.
25. Thời gian cần thiết để khối lượng chất phóng xạ giảm đi 50% so với lúc ban đầu = 1 chu kì bán rã.
26. Sau 2 chu kì bán rã, khối lượng chất phóng xạ bị phân rã = 3 lần khối lượng chất phóng xạ còn lại.
27. Thời gian lượng chất phóng xạ phân rã hết 75% là 2 chu kì bán rã.
28. Số lượng hạt nhân mẹ đã bị rã = số hạt nhân con được sinh ra (nhưng khối lượng chất phóng xạ bị rã nói
chung KHÔNG bằng khối lượng chất được sinh ra sau phóng xạ).

1.3. LƯU Ý KHI GIẢI TOÁN
– Giá trị HẰNG SỐ: Nếu đề bài không có thông tin gì khác, khi cần có thể lấy:
c = 3.10⁸ m/s e = 1,6.10⁻¹⁹ C 1 eV = 1,6.10⁻¹⁹ J 1 MeV = 1,6.10⁻¹⁹ J
1 u = 931,5 MeV/c² N
A
= 6,02.10²³ mol⁻¹ h = 6,625.10⁻³⁴ Js.
– Bài tập MẪU: xem kĩ các bài tập mẫu trước khi giải toán. Các bài tập mẫu sẽ chỉ cho bạn phương pháp giải
đặc biệt là các bài khó, bài lạ.
– Cố gắng ghi nhớ các "chú ý", "nhận xét" sau bài giải,… Chúng giúp bạn giải các bài toán trắc nghiệm, các bài
toán tương tự (bài mẫu) được nhanh chóng, dễ dàng hơn.

CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 5
Trang 5

2. BÀI TẬP MẪU
Bài 1: Mỗi hạt nhân xem như một khối cầu có bán kính được cho bởi công thức Fermi:
3
15
A.1,2.10r


(m).
Xem khối lượng hạt nhân phân bố đều. Với hạt nhân
Cl
37
17
, tính
a) số neutron và điện tích của hạt nhân. Lấy điện tích nguyên tố e = 1,6.10⁻¹⁹ C.
b) bán kính và thể tích của hạt nhân.
c)

khối lượng riêng của hạt nhân. Biết hạt nhân
Cl
37
17
có khối lượng m
Cl
= 36,9566u; 1 u = 1,66055.10⁻²⁷ kg.
Giải
Từ quy ước kí hiệu hạt nhân → hạt nhân
Cl
37
17
có






17Z
37A

a) Số neutron của
Cl
37
17
: N = A – Z = 20 neutron
Điện tích hạt nhân: q = +Z.e = +17 × 1,6.10⁻¹⁹ = +27,2.10⁻¹⁹ C
b) Bán kính hạt nhân:
m4.10
15

3
15
3
15
3710.2,1A.10.2,1r

Thể tích của hạt nhân:
345
m268.10


3153

)10.4(
3
4
r.
3
4
V

c) Khối lượng riêng của hạt nhân:
3
17
m
kg
2,29.10




45
27
Cl
10.268
10.66055,19566,36
V
m

Bài 2: Hạt nhân
He
4
2

có khối lượng m
He
= 4,0015 u. Biết khối lượng của proton và neutron lần lượt là m
p
=
1,0073 u và m
n
= 1,0087 u. Lấy 1 uc² = 931,5 MeV.
a) Tính độ hụt khối của hạt nhân
He
4
2
.
b) Tính năng lượng liên kết của hạt nhân
He
4
2
.
c) Biết năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
Fe
56
26
là 8,8 MeV/nuclon. Hạt
He
4
2
và
Fe
56
26

, hạt nào bền hơn?
Giải
Hạt nhân
He
4
2
→ số khối A = 4 ; số thứ tự Z = 2.
a) Độ hụt khối của hạt nhân
He
4
2

u03050,0015,40087,1)24(0073,12mm).ZA(m.Zm
HenpHe


b) Năng lượng liên kết của hạt nhân
He
4
2

MeV4128,MeV5,9310305,0uc0305,0c.mE
22


c) Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
He
4
2

nuclon
MeV
17,
4
41,28
A
E
lk
lkr




Vì sắt có năng lượng liên kết riêng lớn hơn (8,8 > 7,1) nên hạt nhân sắt bền hơn hạt nhân heli.
Trong trắc nghiệm, có thể trả lời ngay mọi hạt nhân (trừ những hạt nhân lân cận sắt) đều kém bền hơn sắt.
Bài 3:

Nguyên tử
Fe
56
26
có khối lượng m
ngt
= 55,9349375 u. Cho khối lượng electron, proton và neutron lần
lượt là 0,000549 u, 1,00728 u và 1,00866 u ; 1 u = 931,5 MeV/c². Tính năng lượng liên kết của hạt nhân
Fe
56
26
.
Giải

Đề bài cho khối lượng nguyên tử, ta phải đổi về khối lượng hạt nhân.
– Khối lượng hạt nhân
Fe
56
26
:
u9206635,55000549,0269349375,55m.Zmm
engtFe


CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 6
Trang 6
– Độ hụt khối của hạt nhân
Fe
56
26
u5284165,09206635,5500866,13000728,126mm).ZA(Zmm
Fenp


– Năng lượng liên kết của hạt nhân
Fe
56
26
MeV22,4925,9315284165,0c.u5284165,0c.mE
22
lk

Bài 4: Bắn hạt α vào hạt nhân
N

14
7
đứng yên thì thu được một hạt proton và một hạt X. Cho: m
α
= 4,0015 u ;
m
N
= 13,9992 u ; m
p
= 1,0073 u ; m
X
= 16,9947 u ; 1 u = 931,5 MeV/c².
a) Viết phương trình phản ứng hạt nhân và xác định hạt X.
b) Phản ứng trên thu hay tỏa bao nhiêu năng lượng?
c)

Động năng của hạt α là K
α
= 4 MeV. Biết các hạt sinh ra có cùng tốc độ. Tính động năng của hạt X và tốc
độ của hạt proton. Khi tính động năng, lấy khối lượng hạt nhân (theo u) bằng số khối của chính nó.
Giải
Phương trình phản ứng
pXNHe
1
1
A
Z
14
7
4

2


a) Định luật bảo toàn số nuclon (A) và điện tích (Z) cho











8Z
17A
1Z72
1A144
→ X là
O
17
8
b) Năng lượng của phản ứng
 
 
2
pXN
2
st

c.)mm()mm(c.mmE 

 
1,211MeV5,9310013,0uc.0073,19947,169992,130015,4E
2

Vì ΔE < 0 → phản ứng THU một năng lượng bằng 1,211 MeV.
c) Liên hệ giữa năng lượng của phản ứng hạt nhân và động năng của các hạt nhân
NpXts
KKKKKKE 

Với:
K
N
= 0 {hạt
N
14
7
đứng yên} K
α
= 4 MeV ΔE = –1,211 MeV
K
X
=
2
XX
vm
2
1
K

p
=
X
2
X
X
2
pp
K
17
1
v
17
m
2
1
vm
2
1








{v
p
= v

X
và
17
m
m
X
p

}
Dễ dàng suy ra được: K
X
= 2,634 MeV = 4,2144.10⁻¹³ J
K
p
= 0,155 MeV = 2,48.10⁻¹⁴ J → v
p
≈ 5,5.10⁶ m/s
Bài 5: Quả bom hạt nhân thả xuống thành phố Hiroshima năm 1945 tỏa ra một năng lượng tương đương với
15.10⁶ kg thuốc nổ TNT. Năng lượng đó được tạo ra từ sự phân hạch của urani
U
235
92
. Biết một hạt nhân
U
235
92

khi phân hạch tạo ra 200 MeV và một kg TNT tỏa ra 4,2.10⁶ J. Tính lượng
U
235

92
tham gia quá trình phân hạch.
Giải
– Năng lượng do 15.10⁶ kg TNT sinh ra
E = 15.10⁶ × 4,2.10⁶ = 63.10¹² J
– Một hạt
U
235
92
khi phân hạch cho 200 MeV = 3,2.10⁻¹¹ J.
– Số hạt
U
235
92
cần để tạo ra 63.10¹² J là:
24
11
12
10.96875,1
10.2,3
10.63
N 

– Lượng urani tham gia quá trình phân hạch là:
g769


23
24
A

10.02,6
23510.96875,1
N
A.N
m
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 7
Trang 7
Bài 6: Xét phản ứng

 7β3nNbCeUn
93
41
140
58
235
92
. Cho năng lượng liên kết riêng của ²³⁵U là 7,7 MeV,
¹⁴⁰Ce là 8,43 MeV, ⁹³Nb là 8,7 MeV. Tính năng lượng của phản ứng trên.
Giải
– Liên hệ giữa năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng:
A.E
lkrlk


– Năng lượng tính theo năng lượng liên kết
UlkNblkCelktruoclksaulk
E)EE(EEE



UUlkrNbNblkrCeCelkr
A.A.A.E



MeV179,8 92235937,814043,8E

Lưu ý: độ hụt khối, năng lượng liên kết (riêng) của các hạt proton, neutron và electron đứng riêng lẻ bằng 0.
Bài 7: Xét phản ứng
nCBeHe
1
0
12
6
9
4
4
2

. Độ hụt khối của hạt
C;Be;He
12
6
9
4
4
2
lần lượt là 0,030379 u,
0,062433 u, 0,098934 u. Lấy 1 uc² = 931,5 MeV. Tính năng lượng của phản ứng trên.
Giải

– Đề bài chỉ cho các giá trị độ hụt khối. Do đó, ta co thể tính năng lượng liên kết của hạt nhân theo độ hụt khối
   
2
BeHenC
2
truocsau
c.mm()mm(c.mmE 

MeV5,7 5.931006122,0uc)062433,0030379,0098934,0(E
2

Bài 8:

Dùng hạt proton có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt beri
Be
9
4
đứng yên tạo ra hạt α và hạt X. Hạt α
có động năng 4 MeV và bay theo hướng vuông góc với hướng bay ban đầu của hạt proton. Khi tính động
năng, lấy khối lượng của các hạt nhân tính theo u bằng số khối của chính nó.
a) Viết phương trình phản ứng hạt nhân và xác định hạt X.
b) Tính động năng của hạt X và góc bay của hạt X so với hướng bay của hạt proton.
c) Phản ứng trên thu hay tỏa bao nhiêu năng lượng?
Giải
Phương trình phản ứng hạt nhân
XHeBep
A
Z
4
2

9
4
1
1


a) Sử dụng định luật bảo toàn số nuclon và bảo toàn điện tích → X là hạt liti
Li
6
3
.
Li
6
3
 HeBep
4
2
9
4
1
1

b) Định luật bảo toàn động lượng cho

XBep
pppp



(*)


 pppp
BepX


(**)
Bình phương hai vế của phương trình (**) với những lưu ý {
0p
Be


và
0p.ppp
pαpα


}, ta được


 Km2Km2Km2ppp
ppXX
22
p
2
X
(p² = 2m.K)
MeV3,575






6
4445,51
m
KmKm
K
X
pp
X

Góc bay của hạt X
XBep
pppp(*)








cos.p.p2ppp
Xp
2
X
2
p
2

 
)p,p(
Xp




504,0
Km.Km4
Km2Km2Km2
pp2
ppp
cos
XXpp
XXpp
Xp
22
X
2
p







 60θ

CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 8
Trang 8
c) Năng lượng của phản ứng
MeV2,125

45,54575,3KKKKKKE
pBeXts

Vì ΔE > 0 → phản ứng TỎA một năng lượng bằng 2,125 MeV.
Bài 9:

Bắn một hạt proton vào hạt nhân
Li
7
3
đứng yên sinh ra hai hạt X giống nhau, bay ra với cùng một tốc
độ theo hướng hợp với hướng bay ban đầu của proton các góc có cùng độ lớn 70°. Lấy khối lượng của các
hạt nhân tính theo u đúng bằng số khối của chúng. Tính tỉ số tốc độ của hạt X và tốc độ của hạt proton.
Giải
Tóm tắt dữ kiện qua phương trình phản ứng

p
1
1
+
Li
7
3
→
He

4
2
+
He
4
2


p
p


0p
Li



 70)p,p(
p1X


 70)p,p(
p2X


– Định luật bảo toàn động lượng cho:
2X1XLiP
pppp



2X1Xp
ppp



 CÁCH 1 – TỔNG QUÁT
)p,p(cos.p.p2ppp
2X1X2X1X
2
2X
2
1X
2
p



Đặt: |p
X
| = |p
X1
| = |p
X2
|, vì tốc độ các hạt X là như nhau.
Thay vào phương trình trên và lưu ý
140)p,p(
2X1X

, ta được:

 140cos.p.2p.2p
2
X
2
X
2
p

0,365
0,684u4
u1
)cos1402.(1m
m
v
v
X
p
p
X




 )140cos1()v.m.(2)v.m(
2
XX
2
pp

Nhận xét: Một cách tốt để chuyển biểu thức vecto về đại số là BÌNH PHƯƠNG các vế. Chúng ta nên chuyển cặp

vecto đã biết góc giữa chúng về một vế trước khi bình phương.
 CÁCH 2
Vì tốc độ 2 hạt X bằng nhau → động lượng của chúng có độ lớn bằng nhau và vì độ lớn góc bay của các hạt X
đều hợp 70° so với hướng bay của hạt proton nên, từ hình vẽ, ta dễ dàng suy ra
 70cos.p.2p
Xp

365,0
70cos.m.2
m
v
v
70cos.vm.2vm
X
p
p
X
XXpp




Nhận xét: Trong trường hợp đặc biệt, ta có thể giải ngắn gọn hơn mà không nhất thiết phải bình phương các vế.
Bài 10:

Hạt nhân
Ra
226
88
phóng xạ tạo thành hạt α với động năng K

α
= 4,53 MeV, tia γ và hạt nhân
Rn
222
86
.
Biết khối lượng của electron, hạt α và các nguyên tử Ra, Rn lần lượt là: m
e
= 0,000549 u, m
α
= 4,001505 u,
226,025406 u, 222,017574 u. Bỏ qua động lượng của photon γ, hạt Ra đứng yên. Tính bước sóng của tia γ.
Giải
1. Đổi khối lượng nguyên tử (đề cho) về khối lượng hạt nhân




















u97036,221m
u977094,225m
000549,086017574,222m
000549,088025406,226m
m.Zmm
m.Zmm
Rn
Ra
Rn
Ra
eRnRnngtRn
eRaRangtRa

2. Phương trình phóng xạ
 RaHeRn
222
86
4
2
226
88

3. Định luật bảo toàn động lượng cho

 pppp
RnRa


{
0p;0p
Ra



}
70°
70°



CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 9
Trang 9
RnRn
2
Rn
2
Rn
K.mK.mpppp 



Suy ra động lượng của hạt nhân con ²²²Rn
MeV0817,053,4.
97036,221
001505,4
K.
m
m

K
Rn
Rn




4. Từ các công thức tính năng lượng của phản ứng hạt nhân, ta có:
 





truocsau
2
sautruoc
KKE
c.mmE


 
truocsau
2
sautruoc
KKc.mm 
{Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần}
RaRn
2
HeRnRn

KKKKc).mmm( 


Suy ra động năng (năng lượng) của photon γ

Rn
2
HeRnRn
KKc).mmm(K 

(K
Ra
= 0)
J10.1456,4MeV2591,00817,053,54,931)001505,497036,221977094,225(K
14



5. Bước sóng của tia γ
m4,8.10
12








14

834
10.1456,4
10.310.625,6
K
hchc

Tại bước 3, sử dụng "khẳng định 15." được cho trong "1.2. Những khẳng định đúng", ta có ngay →



m
m
K
K
Rn
Rn

Bài 11: Hạt nhân
Po
210
84
phóng xạ α tạo thành chì. Ban đầu mẫu
Po
210
84
nguyên chất, có khối lượng 4,8 mg.
Chu kì bán rã của
Po
210
84

là 138 ngày.
a) Hạt nhân con có bao nhiêu neutron?
b) Tính khối lượng và số hạt của mẫu
Po
210
84
còn lại sau 414 ngày.
c)

Tính khối lượng chì được tạo thành sau 276 ngày phóng xạ kể từ thời điểm ban đầu. Tốc độ phân rã của
mẫu
Po
210
84
tại thời điểm đó băng bao nhiêu?
Giải
Phương trình phóng xạ
PbHePo
206
82
4
2
210
84


a) Hạt nhân con là chì
Pb
206
82

→ hạt nhân con có 206 – 82 = 122 neutron.
b) Khối lượng và số hạt nhân của mẫu
Po
210
84
còn lại sau 414 ngày phân rã
g0,6.10mg0,6
3-



138
414
T
t
o
28,42mm

18
1,72.10

23
3
A
Po
10.02,6
210
10.6,0
N.
A

m
N
hạt
Nhận thấy, mỗi hạt Po sau phân rã tạo thành một hạt chì Pb → số hạt nhân chì được tạo thành sau 276 ngày
cũng bằng với số hạt nhân Po đã bị phân rã trong thời gian đó.
18
5,16.10































138
276
23
3
T
t
A
Po
o
T
t
oPoPb
2110.02,6
210
10.8,4
21.N.
A
m
21.NNN
hạt
c) Khối lượng chì sinh ra
g4,12



23
18
A
PbPb
Pb
10.02,6
20610.16,5
N
A.N
m

{Hoặc sử dụng trực tiếp công thức: m
con
=
Δm
A
A
me
con
}
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 10
Trang 10
Tốc độ phân rã của mẫu
Po
210
84

Bq2.10
11







138
276
233
T
t
Ao
T
t
o
T
t
o
2.
210
10.02,6.10.8,4
86400138
2ln
2.
A
N.m
.
T
2ln
2N.2.HH

Bài 12: Một chất phóng xạ ban đầu có khối lượng m
o
. Sau 2800 năm thì khối lượng chất phóng xạ còn lại
chưa phân rã là 70,71%m
o
. Sau 2800 năm nữa thì khối lượng chất phóng xạ còn lại là bao nhiêu?
Giải
 CÁCH 1 – TỔNG QUÁT
Dựa vào đề bài, chúng ta có thể tìm được chu kì bán rã của chất phóng xạ
mnă5600T2mm.
100
71,70
2mm
T
2800
oo
T
t
o1
1












Khối lượng chất phóng xạ còn lại sau 5600 năm (để ý cụm từ: 2800 năm nữa)
o
m50%


5600
5600
o
T
t
o2
2m2mm
2

 CÁCH 2
Theo bài, sau 2800 năm kể từ t
o
, lượng chất phóng xạ m
1
chỉ còn bằng 70,71% m
o
. Vậy sau 2800 năm nữa kể từ
t
1
thì lượng chất phóng xạ m
2
cũng phải còn 70,71% m
1

, nghĩa là
m
2
= 70,71%.m
1
= 70,71%.(70,71%.m
o
) = 50%.m
o

Lưu ý: Cách 2 tuy ngắn nhưng chỉ đúng khi khoảng thời gian t
2
bằng một số nguyên lần khoảng thời gian t
1
. Nếu đề
bài cho t
2
là một khoảng thời gian bất kì (ví dụ: "sau 1400 năm nữa…" thì cách 2 sẽ không còn đúng.
Bài 13: Một bức xạ đỏ có bước sóng λ = 0,6625 μm. Tính khối lượng tương đối tính của photon ứng với bức
xạ đó. Cho hằng số Planck h = 6,625.10⁻³⁴ Js.
Giải
kg3,33.10
36










86
34
22
10.310.6625,0
10.625,6
c
h
mmc
c
hmcE

Bài 14: Một electron có khối lượng nghỉ m
o
= 9,1.10⁻³¹ kg. Lấy c = 3.10⁸ m/s.
a) Tính khối lượng tương đối tính của electron khi nó chuyển động với tốc độ v = 0,6c.
b) Tốc độ của electron phải bằng bao nhiêu để động năng của nó bằng 4 lần năng lượng nghỉ của nó.
Giải
a) Khối lượng tương đối tính của electron
 
kg1,1375.10
30






2

2
31
2
2
o
c
c6,0
1
10.1,9
c
v
1
m
m

b) Động năng tương đối tính
m/s2,94.10
8










c
5

62
v5
c
v
1
1
m.5m
cm.4K
cmmcK
2
2
o
2
o
2
o
2


t
o
= 0
t
1
= 2800 năm
t
2
= t
1
+ 2800 năm

m
o
m
1
= 70,71%.m
o
m
2
= ?
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 11
Trang 11
3. TỔNG HỢP ĐỀ THI QUỐC GIA TỪ 2007 ĐẾN 2014
CẤU TẠO HẠT NHÂN – NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT
C1: Khi so sánh hạt nhân
C
12
6
và hạt nhân
C
14
6
phát biểu nào sau đây đúng?
A. Điện tích của hạt nhân
C
12
6
nhỏ hơn điện tích của hạt nhân
C
14
6

.
B. Số nuclon của hạt nhân
C
12
6
bằng số nuclon của hạt nhân
C
14
6
.
C. Số proton của hạt nhân
C
12
6
lớn hơn số proton của hạt nhân
C
14
6
.
D. Số neutron của hạt nhân
C
12
6
nhỏ hơn số neutron của hạt nhân
C
14
6
.
C2: Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có
A. cùng số nuclon nhưng khác số proton. B. cùng số neutron nhưng khác số proton.

C. cùng số nuclon nhưng khác số neutron. D. cùng số proton nhưng khác số neutron.
C3: Biết khối lượng của proton là 1,00728 u; của neutron là 1,00866 u; của hạt nhân
Na
23
11
là 22,98373 u và 1u =
931,5 MeV/c
2
. Năng lượng liên kết của
Na
23
11
bằng
A. 8,11 MeV. B. 81,11 MeV. C. 186,55 MeV. D. 18,66 MeV.
C4: Hạt nhân bền vững nhất trong các hạt nhân:
He
4
2
,
U
235
92
,
Fe
56
26
và
Cs
137
55

là
A.
Cs
137
55
. B.
Fe
56
26
. C.
U
235
92
. D.
He
4
2
.
C5: So với hạt nhân
Ca
40
20
, hạt nhân
Co
56
27
có nhiều hơn
A. 7 neutron và 9 proton. B. 11 neutron và 16 proton.
C. 9 neutron và 7 proton. D. 16 neutron và 11 proton.
C6: Hạt pôzitrôn (

e
0
1
) là
A. hạt β⁺. B. hạt
H
1
1
C. hạt β⁻ . D. hạt
n
1
0

C7: Các nguyên tử được gọi là đồng vị khi hạt nhân của chúng có
A. cùng số proton B. cùng số neutron C. cùng số nuclon D. cùng khối lượng
C8: Trong hạt nhân nguyên tử
Po
210
84
có
A. 84 proton và 210 neutron. B. 126 proton và 84 neutron.
C. 210 proton và 84 neutron. D. 84 proton và 126 neutron.
C9: Số proton và số neutron trong hạt nhân nguyên tử
Zn
67
30
lần lượt là
A. 30 và 37. B. 37 và 30. C. 67 và 30. D. 30 và 67.
C10: Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì có
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.
C11: Cho khối lượng của hạt proton; neutron và hạt nhân đơteri
D
2
1
lần lượt là: 1,0073 u; 1,0087 u và 2,0136 u.
Biết 1u = 931,5 MeV/c². Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đơteri
D
2
1
là
A. 2,24 MeV/nuclon. B. 1,12 MeV/nuclon. C. 3,06 MeV/nuclon. D. 4,48 MeV/nuclon.
C12: Hạt nhân côban
Co
60
27
có
A. 27 proton và 60 neutron. B. 60 proton và 27 neutron.
C. 27 proton và 33 neutron. D. 33 proton và 27 neutron.
C13: Hạt nhân urani
U
235
92
có năng lượng liên kết riêng là 7,6 MeV/nuclon. Độ hụt khối của
U
235
92
là
A. 1,917 u. B. 1,942 u. C. 1,754 u. D. 0,751 u.
C14: Cho khối lượng của hạt nhân

T
3
1
, hạt proton và hạt neutron lần lượt là 3,0161 u; 1,0073 u và 1,0087 u.
Cho biết 1u = 931,5 MeV/c². Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
T
3
1
là
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 12
Trang 12
A. 8,01 eV/nuclon. B. 2,67 MeV/nuclon. C. 2,24 MeV/nuclon. D. 6,71 eV/nuclon.
C15: Biết khối lượng của proton, neutron và hạt nhân
C
12
6
lần lượt là 1,00728 u; 1,00867 u và 11,9967 u. Cho 1
u = 931,5 MeV/c
2
. Năng lượng liên kết của hạt nhân
C
12
6
là
A. 92,22 MeV. B. 7,68 MeV. C. 46,11 MeV. D. 94,87 MeV.

C16: Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân có cùng số
A. neutron nhưng khác số proton. B. nuclon nhưng khác số neutron.
C. proton nhưng khác số nuclon. D. nuclon nhưng khác số proton.
C17: Số nuclon của hạt nhân

Th
230
90
nhiều hơn số nuclon của hạt nhân
Po
210
84
là
A. 14. B. 126. C. 20. D. 6.
C18: Cho các khối lượng: hạt nhân
Cl
37
17
; neutron; proton lần lượt là 36,9566 u; 1,0087 u; 1,0073 u. Năng lượng
liên kết riêng của hạt nhân
Cl
37
17
(tính bằng MeV/nuclon) là
A. 8,5975. B. 9,2782. C. 7,3680. D. 8,2532.
C19: Số proton và số neutron trong hạt nhân nguyên tử
Cs
137
55
lần lượt là
A. 55 và 82. B. 82 và 55. C. 82 và 137. D. 55 và 137.
C20: Năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân được tính bằng
A. tích của năng lượng liên kết của hạt nhân với số nuclon của hạt nhân ấy.
B. thương số của khối lượng hạt nhân với bình phương tốc độ ánh sáng trong chân không.
C. thương số của năng lượng liên kết của hạt nhân với số nuclon của hạt nhân ấy.

D. tích của độ hụt khối của hạt nhân với bình phương tốc độ ánh sáng trong chân không.
C21: Trong các hạt nhân nguyên tử:
He
4
2
,
Th
230
90
,
Fe
56
26
và
U
235
92
, hạt nhân bền vững nhất là
A.
He
4
2
B.
Fe
56
26
C.
U
235
92

D.
Th
230
90

C22: Hạt nhân
Cl
35
17
có
A. 35 neutron. B. 35 nuclon. C. 17 neutron. D. 18 proton.
C23: Giả sử hạt nhân X và Y có cùng độ hụt khối và số nuclon của hạt nhân X lớn hơn số lượng nuclon 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.
C24: Trong các hạt nhân
He
4
2
,
Li
7
3
,
Fe
56
26
và

U
235
92
. Hạt nhân bền vững nhất là
A.
He
4
2
B.
Fe
56
26
C.
U
235
92
D.
Li
7
3

C25: Các hạt nhân
H
2
1
,
H
3
1
,

He
4
2
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 mức độ bền vững của hạt nhân là
A.
H
2
1
;
He
4
2
;
H
3
1
B.
H
2
1
;
H
3
1
;
He
4
2
C.

He
4
2
;
H
3
1
;
H
2
1
D.
H
3
1
;
He
4
2
;
H
2
1

C26:

Cho ba hạt nhân X, Y và Z có số nuclon tương ứng là A
X
, A
Y

, A
Z
với A
X
= 2A
Y
= 0,5A
Z
. Biết năng lượng liên
kết của từng hạt nhân tương ứng là ΔE
X
, ΔE
Y
, ΔE
Z
với ΔE
Z
< ΔE
X
< ΔE
Y
. Sắp xếp các hạt nhân này theo thứ tự tính
bền vững giảm dần là
A. X, Y, Z B. Z, X, Y C. Y, X, Z D. Y, Z, X
C27: Cho khối lượng của proton; neutron;
Ar
40
18
;
Li

6
3
lần lượt là: 1,0073 u; 1,0087 u; 39,9525 u; 6,0145 u và 1 u
= 931,5 MeV/c². So với năng lượng liên kết riêng của
Li
6
3
thì năng lượng liên kết riêng của
Ar
40
18

CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 13
Trang 13
A. lớn hơn một lượng là 5,20 MeV. B. lớn hơn một lượng là 3,42 MeV.
C. nhỏ hơn một lượng là 3,42 MeV. D. nhỏ hơn một lượng là 5,20 MeV.
C28: Hạt nhân
Be
10
4
có khối lượng 10,0135u. Khối lượng của neutron m
n
= 1,0087u, khối lượng của proton m
p
=
1,0073u, 1u = 931 MeV/c². Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
Be
10
4
là

A. 0,6321 MeV. B. 63,2152 MeV. C. 6,3215 MeV. D. 632,1531 MeV.
C29: Cho khối lượng của hạt proton, neutron và hạt nhân đơteri
D
2
1
lần lượt là 1,0073u; 1,0087u và 2,0136u.
Biết 1u = 931,5 MeV/c². Năng lượng liên kết của hạt nhân
D
2
1
là
A. 2,24 MeV. B. 3,06 MeV. C. 1,12 MeV. D. 4,48 MeV.
C30: Biết khối lượng của hạt nhân
U
235
92
là 234,99 u, của proton là 1,0073 u và của neutron là 1,0087 u. Biết 1u =
931,5 MeV/c². Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
U
235
92
là
A. 8,71 MeV/nuclon. B. 7,63 MeV/nuclon. C. 6,73 MeV/nuclon. D. 7,95 MeV/nuclon.
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
C31: Cho phản ứng hạt nhân:
n
1
0
+
U

235
92
→
Sr
94
38
+ X + 2
n
1
0
. Hạt nhân X có cấu tạo gồm:
A. 54 proton và 86 neutron. B. 86 proton và 54 neutron.
C. 54 proton và 140 neutron. D. 86 proton và 140 neutron.
C32: Phản ứng phân hạch
A. chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao cỡ hàng chục triệu độ.
B. là sự vỡ của một hạt nhân nặng thành hai hạt nhân nhẹ hơn.
C. là phản ứng hạt nhân thu năng lượng.
D. là phản ứng trong đó hai hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành hạt nhân nặng hơn.
C33: Cho phản ứng hạt nhân: α +
Al
27
13
→ X + n. Hạt nhân X là
A.
Ne
20
10
B.
P
30

15
C.
Mn
24
12
D.
Na
23
11

C34: Khi nói về phản ứng hạt nhân, phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Tổng động năng của các hạt trước và sau phản ứng hạt nhân luôn được bảo toàn.
B. Năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân luôn được bảo toàn.
C. Tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước và sau phản ứng hạt nhân luôn được bảo toàn.
D. Tất cả các phản ứng hạt nhân đều thu năng lượng.
C35: Cho phản ứng hạt nhân
nCBeX
1
0
12
6
9
4
A
Z

. Trong phản ứng này
X
A
Z

là
A. proton. B. hạt α. C. electron. D. pôzitron.
C36:

Khi một hạt nhân
U
235
92
bị phân hạch thì toả ra năng lượng 200 MeV. Cho số Avôgađrô N
A
= 6,02.10²³
mol⁻¹. Nếu 1 g
U
235
92
bị phân hạch hoàn toàn thì năng lượng toả ra xấp xỉ bằng
A. 5,1.10¹⁶

J. B. 8,2.10¹⁶ J. C. 5,1.10¹⁰

J. D. 8,2.10¹⁰

J.
C37: Hạt nhân Pôlôni phóng xạ α theo phương trình
XPo
210
84

. Hạt nhân có
A. 84 proton và 210 neutron. B. 124 proton và 82 neutron.

C. 82 proton và 124 neutron. D. 210 proton và 84 neutron.

C38:

Bắn hạt α vào hạt nhân nguyên tử nhôm đang đứng yên gây ra phản ứng: α +
Al
27
13
→
P
30
15
+ 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. 1,55 MeV. B. 1,35 MeV. C. 3,10 MeV. D. 2,70 MeV.
C39: Trong phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 14
Trang 14
A. năng lượng toàn phần. B. động lượng C. số nuclon. D. số neutron.
C40: Hạt nhân
Po
210
84
(đứng yên) phóng xạ α tạo ra hạt nhân con (không kèm bức xạ γ). Ngay sau phóng xạ đó,
động năng của hạt α
A. nhỏ hơn động năng của hạt nhân con. B. bằng động năng của hạt nhân con.
C. nhỏ hơn hoặc bằng động năng của hạt nhân con. D. lớn hơn động năng của hạt nhân con.
C41: Trong sự phân hạch của hạt nhân
U

235
92
, gọi k là hệ số nhân neutron. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Nếu k = 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra.
B. Nếu k < 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền xảy ra và năng lượng tỏa ra tăng nhanh.
C. Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và có thể gây nên bùng nổ.
D. Nếu k > 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra.
C42: Trong một phản ứng hạt nhân, có sự bảo toàn
A. số neutron. B. khối lượng. C. số nuclon. D. số proton.
C43:

Hạt nhân A đang đứng yên thì phân rã thành hạt nhân B có khối lượng B m và hạt α có khối lượng m
α
.
Tỉ số giữa động năng của hạt nhân B và động năng của hạt α ngay sau phân rã bằng
A.

m
m
B
B.
2
B
m
m






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

C44: Cho phản ứng hạt nhân:
XHeDT
4
2
2
1

3
1

. 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. 21,076 MeV. B. 200,025 MeV. C. 17,498 MeV. D. 15,017 MeV.
C45: Cho phản ứng hạt nhân
MeV6,17nHeDT
1
0
4
2
2
1
3
1

. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 g khí
heli xấp xỉ bằng
A. 5,03.10¹¹ J B. 4,24.10⁵ J C. 4,24.10⁸ J D. 4,24.10¹¹ J
C46:

Dùng một proton có động năng 5,45 MeV bắn vào hạt nhân
Be
9
4
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 proton 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.
C47: 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. toả năng lượng 1,863 MeV. B. thu năng lượng 1,863 MeV.
C. toả năng lượng 18,63 MeV. D. thu năng lượng 18,63 MeV.
C48:

Bắn một proton vào hạt nhân
Li
7
3
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 proton các góc bằng nhau là 60°. Lấy khối lượng của mỗi
hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của nó. Tỉ số giữa tốc độ của proton và tốc độ của hạt nhân X là
A. 4. B. 2. C.
2
1
. D.
4
1
.
C49:

Dùng một hạt α có động năng 7,7 MeV bắn vào hạt nhân
N
14
7
đang đứng yên gây ra phản ứng
OpN
17

8
1
1
14
7

. Hạt proton bay ra theo phương vuông góc với phương bay tới của hạt α. Cho khối lượng
các hạt nhân: m
α
= 4,0015u; m
p
= 1,0073u; m
N14
= 13,9992u; m
O17
= 16,9947u. Biết 1u = 931,5 MeV/c². Động
năng của hạt nhân
O
17
8
là
A. 6,145 MeV. B. 2,214 MeV. C. 1,345 MeV. D. 2,075 MeV.
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 15
Trang 15
C50:

Một hạt nhân X đứng yên, phóng xạ α và biến thành hạt nhân Y. Gọi m
1
và m
2

, v
1
và v
2,
K
1
và K
2
tương
ứng là khối lượng, tốc độ, động năng của hạt α và hạt nhân Y. Hệ thức nào sau đây là đúng?
A.
2
1
2
1
2
1
K
K
m
m
v
v

B.
2
1
1
2
1

2
K
K
m
m
v
v

C.
1
2
2
1
2
1
K
K
m
m
v
v

D.
2
1
1
2
2
1
K

K
m
m
V
v


C51:

Dùng hạt α bắn phá hạt nhân nitơ đang đứng yên thì thu được một hạt proton và hạt nhân ôxi theo
phản ứng:
OpN
17
8
1
1
14
7

. Biết khối lượng các hạt trong phản ứng trên là: m
α
= 4,0015 u; m
N
= 13,9992 u;
m
O
= 16,9947 u; m
p
= 1,0073 u. Nếu bỏ qua động năng của các hạt sinh ra thì động năng tối thiểu của hạt α là
A. 1,503 MeV. B. 29,069 MeV. C. 1,211 MeV. D. 3,007 MeV.

C52:

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
U
235
92
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 MeV; số Avogadro N
A
= 6,02.10²³

mol
–1
. Khối lượng
U
235
92
mà lò phản ứng
tiêu thụ trong 3 năm là
A. 461,6 g. B. 461,6 kg. C. 230,8 kg. D. 230,8 g.
C53: Tổng hợp hạt nhân heli
He
4
2
từ phản ứng hạt nhân
XHeLiH
4
2
7

3
1
1

. Mỗi phản ứng trên tỏa năng
lượng 17,3 MeV. Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 0,5 mol heli là
A. 5,2.10²⁴ MeV. B. 2,4.10²⁴ MeV. C. 2,6.10²⁴ MeV. D. 1,3.10²⁴ MeV.
C54: Pôlôni
Po
210
84
phóng xạ α và biến đổi thành chì Pb. Biết khối lượng các hạt nhân Po; α; Pb lần lượt là:
209,937303 u; 4,001506 u; 205,929442 u và 1 u = 931,5 MeV/c² . Năng lượng toả ra khi một hạt nhân pôlôni
phân rã xấp xỉ bằng
A. 59,20 MeV. B. 29,60 MeV. C. 5,92 MeV. D. 2,96 MeV.
C55:

Một hạt nhân của chất phóng xạ A đang đứng yên thì phân rã tạo ra hai hạt B và C. Gọi m
A
, m
B
, m
C
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?
A. m
A
= m
B

+ m
C
+
2
c
Q
. B. m
A
= m
B
+ m
C
. C. m
A
= m
B
+ m
C
–
2
c
Q
. D. m
A
=
2
c
Q
– m
B

– m
C
.
PHÓNG XẠ
C56: Ban đầu có N
o
hạt nhân của một đồng vị phóng xạ. Tính từ lúc ban đầu, trong khoảng thời gian 10 ngày có
3/4 số hạt nhân của đồng vị phóng xạ đó đã bị phân rã. Chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ này là
A. 2,5 ngày. B. 5 ngày. C. 7,5 ngày. D. 20 ngày.
C57: Ban đầu có một lượng chất phóng xạ X nguyên chất, có chu kì bán rã là T. Sau thời gian t = 2T kể từ thời
điểm ban đầu, tỉ số giữa số hạt nhân chất phóng xạ X phân rã thành hạt nhân của nguyên tố khác và số hạt
nhân chất phóng xạ X còn lại là
A.
3
4
B. 4. C.
3
1
D. 3.
C58: Hạt nhân
C
14
6
phóng xạ β⁻. Hạt nhân con được sinh ra có
A. 5 proton và 6 neutron B. 7 proton và 7 neutron
C. 6 proton và 7 neutron D. 7 proton và 6 neutron.
C59: Ban đầu có N
o
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
o
. B.
4
1
N
o
. C.
5
1
N
o
. D.
8
1
N
o
.
C60: Hạt nhân
C
14
6
sau một lần phóng xạ tạo ra hạt nhân
N
14
7
. Đây là

A. phóng xạ γ. B. phóng xạ α. C. phóng xạ β⁻. D. phóng xạ β⁺.
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 16
Trang 16
C61: Pôlôni
Po
210
84
phóng xạ theo phương trình:
PbXPo
206
82
A
Z
210
84

. Hạt X là
A.
He
4
2
B.
He
3
2
C.
e
0
1
D.

e
0
1

C62: Biểu thức liên hệ giữa hằng số phóng xạ λ và chu kì bán rã T của một chất phóng xạ là
A.
T
1

B.
T
2ln

C.
2ln
T

D.
T
2lg


C63: Chất phóng xạ iốt
I
131
53
có chu kì bán rã 8 ngày. Lúc đầu có 200 g 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
C64: Ban đầu có N

0
hạt nhân của một chất phóng xạ. Giả sử sau 4 giờ, tính từ lúc ban đầu, có 75% số hạt nhân
N
0
bị phân rã. Chu kì bán rã của chất đó là
A. 4 giờ. B. 8 giờ. C. 2 giờ D. 3 giờ.
C65: Một chất phóng xạ có hằng số phóng xạ λ. Ở thời điểm ban đầu có N
0
hạt nhân. Số hạt nhân đã bị phân rã
sau thời gian t là
A.
 
t
o
e1.N


. B.
 
t
o
e1.N


. C.
t
o
e.N

. D.

 
t1.N
o

.
C66: Ban đầu có N
o
hạt nhân của một đồng vị phóng xạ. Sau 9 giờ kể từ thời điểm ban đầu, có 87,5% số hạt
nhân của đồng vị này đã bị phân rã. Chu kì bán rã của đồng vị này là
A. 30 giờ. B. 24 giờ. C. 3 giờ. D. 47 giờ.
C67:

Đồng vị X là một chất phóng xạ, có chu kì bán rã T. Ban đầu có một mẫu chất X nguyên chất, hỏi sau
bao lâu số hạt nhân đã phân rã bằng một nửa số hạt nhân X còn lại?
A. 0,58T. B. T. C. 2T. D. 0,71T.
C68: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã T, ban đầu có N
o
hạt nhân. Sau khoảng thời gian 3T số hạt nhân của
chất phóng xạ này đã bị phân rã là
A. 0,750 N
o
. B. 0,250 N
o
. C. 0,125 N
o
. D. 0,875 N
o
.

C69: Một chất phóng xạ X có hằng số phóng xạ λ. Ở thời điểm t

o
= 0, có N
o
hạt nhân X. Tính từ t
o
đến t, số hạt
nhân của chất phóng xạ X bị phân rã là
A.
 
t
o
e1.N


. B.
t
o
e.N

. C.
 
t1.N
o

. D.
 
t
o
e1.N



.
C70: Tia α
A. không bị lệch khi đi qua điện trường và từ trường.
B. là dòng các hạt nhân nguyên tử hiđrô.
C. có vận tốc bằng vận tốc ánh sáng trong chân không.
D. là dòng các hạt nhân
He
4
2
.
C71: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ)?
A. Đơn vị đo độ phóng xạ là becơren.
B. Độ phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của 1 lượng chất phóng xạ.
C. Với mỗi lượng chất phóng xạ xác định thì độ phóng xạ tỉ lệ với số nguyên tử của lượng chất đó.
D. Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ phụ thuộc nhiệt độ của lượng chất đó.
C72: 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. T. B. 3T. C. 2T. D. 0,5T.
C73: Hạt nhân
Ra
226
88
biến đổi thành hạt nhân
Rn
222
86
do phóng xạ
A. β⁺. B. α và β⁻. C. α. D. β⁻.
C74: Một chất phóng xạ có chu kỳ bán rã là 3,8 ngày. Sau 11,4 ngày thì độ phóng xạ (hoạt độ phóng xạ) của

lượng chất phóng xạ còn lại bằng bao nhiêu phần trăm so với độ phóng xạ của lượng chất phóng xạ ban đầu?
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 17
Trang 17
A. 12,5%. B. 25%. C. 75%. D. 87,5%.
C75: Trong khoảng thời gian 4 h có 75% số hạt nhân ban đầu của một đồng vị phóng xạ bị phân rã. Chu kì bán
rã của đồng vị đó là
A. 1 h. B. 3 h. C. 4 h. D. 2 h.
C76:

Hạt nhân
X
1
1
A
Z
phóng xạ và biến thành một hạt nhân
Y
2
2
A
Z
bền. Coi khối lượng của hạt nhân X, Y bằng số
khối của chúng tính theo đơn vị u. Biết chất phóng xạ
X
1
1
A
Z
có chu kì bán rã là T. Ban đầu có một khối lượng chất
X

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

C77: Một chất phóng xạ ban đầu có N
o
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.
9
N
o
. B.
4
N
o
C.
6
N
o
D.
16
N
o

C78: Lấy chu kì bán rã của pôlôni
Po
210
84
là 138 ngày và N
A
= 6,02.10²³

mol

-1
. Độ phóng xạ của 42 mg poloni là
A. 7.10¹²

Bq. B. 7.10¹⁰

Bq. C. 7.10¹⁴

Bq. D. 7.10⁹

Bq.
C79: Hạt nhân
Po
210
84
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. luôn nhỏ hơn hoặc bằng động năng hạt nhân con.
C. bằng động năng của hạt nhân con. D. nhỏ hơn động năng của hạt nhân con.
C80: Phóng xạ và phân hạch hạt nhân
A. đều có sự hấp thụ neutron 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.
C81: Ban đầu có N
o
hạt nhân của một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có chu kì bán rã T. Sau khoảng thời gian t
= 0,5T, kể từ thời điểm ban đầu, số hạt nhân chưa bị phân rã của mẫu chất phóng xạ này là
A.
2
N
o
. B.

4
N
o
C.
2
N
o
D.
2N
o

C82:

Biết đồng vị phóng xạ
C
14
6
có chu kì bán rã 5730 năm. Giả sử một mẫu gỗ cổ có độ phóng xạ 200 phân
rã/phút và một mẫu gỗ khác cùng loại, cùng khối lượng với mẫu gỗ cổ đó, lấy từ cây mới chặt, có độ phóng xạ
1600 phân rã/phút. Tuổi của mẫu gỗ cổ đã cho là
A. 1910 năm. B. 2865 năm. C. 11460 năm. D. 17190 năm.
C83:

Chất phóng xạ pôlôni
Po
210
84
phát ra tia α và biến đổi thành chì
Pb
206

82
. Cho chu kì bán rã của
Po
210
84
là
138 ngày. Ban đầu (t = 0) có một mẫu pôlôni nguyên chất. Tại thời điểm t
1
, tỉ số giữa số hạt nhân pôlôni và số
hạt nhân chì trong mẫu là
3
1
Tại thời điểm t
2
= t
1
+ 276 ngày, tỉ số giữa số hạt nhân pôlôni và số hạt nhân chì
trong mẫu là
A.
25
1
B.
16
1
C.
15
1
D.
9
1

C84:

Hạt nhân urani
U
238
92
sau một chuỗi phân rã, biến đổi thành hạt nhân chì
Pb
206
82
. Chu kì bán rã của
U
238
92

là 4,47.10⁹ năm. Một khối đá được phát hiện có chứa 1,188.10²⁰ hạt nhân
U
238
92
và 6,239.10¹⁸ hạt nhân
Pb
206
82
.
Giả sử khối đá lúc mới hình thành không chứa chì và tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã
của
U
238
92

. Tuổi của khối đá khi được phát hiện là
A. 6,3.10⁹ năm. B. 3,5.10⁷ năm. C. 3,3.10⁸ năm. D. 2,5.10⁶ năm.
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 18
Trang 18
C85:

Một hạt nhân X, ban đầu đứng yên, phóng xạ α và biến thành hạt nhân Y. Biết hạt nhân X có số khối là
A, hạt α phát ra có 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.
4A
v2

B.
4A
v4

C.
4A
v4

D.
4A
v2


C86: Tia nào sau đây không phải là tia phóng xạ?
A. Tia γ. B. Tia β⁺. C. Tia α. D. Tia X.
C87:


Hiện nay urani tự nhiên chứa hai đồng vị phóng xạ
U
235
92
và
U
238
92
với tỷ lệ số hạt
U
235
92
và số hạt
U
238
92
là
1000
7
. Biết chu kì bán rã của
U
235
92
và
U
238
92
lần lượt là 7,00.10⁸

năm và 4,50.10⁹

năm. Cách đây bao nhiêu năm,
urani tự nhiên có tỷ lệ số hạt
U
235
92
và số hạt
U
238
92
là
100
3
?
A. 2,74 tỉ năm. B. 1,74 tỉ năm. C. 2,22 tỉ năm. D. 3,15 tỉ năm.
C88: Ban đầu một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có N
o
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 là
A.
8
N
o
. B.
4
N
o
C.
16
N15

o
D.
16
N
o

C89:

Ban đầu (t = 0) có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất. Ở thời điểm t
1
mẫu chất phóng xạ X còn lại
20% hạt nhân chưa bị phân rã. Đến thời điểm t
2
= t
1
+ 100 (s) số hạt nhân X chưa bị phân rã chỉ còn 5% so với số
hạt nhân ban đầu. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là
A. 50 s. B. 25 s. C. 400 s. D. 200 s.
C90: Khi nói về tia α phát biểu nào sau đây là sai?
A. Tia α là dòng các hạt nhân heli
He
4
2
.
B. Khi đi trong không khí, tia α làm ion hoá không khí và mất dần năng lượng.
C. Khi đi qua điện trường giữa hai bản tụ điện, tia α bị lệch về phía bản âm của tụ điện.
D. Tia α phóng ra từ hạt nhân với tốc độ bằng 2000 m/s.
C91: Phản ứng nhiệt hạch là
A. phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành 2 mảnh nhẹ hơn.
B. phản ứng hạt nhân thu năng lượng.

C. sự kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình tạo thành hạt nhân nặng hơn.
D. phản ứng hạt nhân toả năng lượng.
THUYẾT TƯƠNG ĐỐI HẸP
C92: Với c là vận tốc ánh sáng trong chân không, hệ thức Anhxtanh giữa năng lượng nghỉ E và khối lượng m của
vật là
A. E = 0,5.mc
2
B. E = m
2
c C. E = mc
2
D. E = 2mc
2

C93: Một vật có khối lượng nghỉ 60 kg chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) thì
khối lượng tương đối tính của nó là
A. 60 kg. B. 75 kg. C. 100 kg. D. 80 kg.
C94: Một hạt có khối lượng nghỉ m
o
. 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. 1,25m
o
c². B. 0,36m
o
c². C. 0,25m
o
c². D. 0,225m
o
c².

C95: Một hạt có khối lượng nghỉ m
o
. Theo thuyết tương đối, khối lượng động (khối lượng tương đối tính) của
hạt này khi chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không) là
A. 1,75m
o
. B. 1,25m
o
. C. 0,36m
o
. D. 0,25m
o
.
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 19
Trang 19
C96: Theo thuyết tương đối, một electron có động năng bằng một nửa năng lượng nghỉ của nó thì electron này
chuyển động với tốc độ bằng
A. 2,41.10
8
m/s. B. 2,24.10
8
m/s. C. 1,67.10
8
m/s. D. 2,75.10
8
m/s.
C97:

Một hạt đang chuyển động với tốc độ bằng 0,8 lần tốc độ ánh sáng trong chân không. Theo thuyết
tương đối hẹp, động năng W

đ
của hạt và năng lượng nghỉ E
o
của nó liên hệ với nhau bởi hệ thức
A.
15
E8
W
o
đ

B.
8
E15
W
o
đ

C.
2
E3
W
o
đ

D.
3
E2
W
o

đ



4. ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI
C1: D
C2: D
C3: C
C4: B
C5: C
C6: A
C7: A
C8: D
C9: A
C10: B
C11: B
C12: C
C13: A
C14: B
C15: A
C16: C
C17: C
C18: A
C19: A
C20: C
C21: B
C22: B
C23: A
C24: B
C25: C

C26: Phương án C
Theo đề











ZY
ZX
ZY
ZX
A25,0A
A5,0A
A5,0A2
A5,0A

Năng lượng liên kết riêng của các hạt X, Y, Z:

Z
A
X
X
X
X

E
.2
A
E 




Z
A
Y
Y
Y
Y
E
.4
A
E 




Z
A
Z
Z
E


Vì ΔE

Y
> ΔE
X
> ΔE
Z
, dễ dàng suy ra ε
Y
< ε
X
< ε
Z
→ chọn phương án C
Nhận xét: Với các bài toán so sánh thương số → nên đưa tất cả về cùng một mẫu số (hoặc tử số).
Nếu cùng mẫu số, tử số nào lớn hơn thì phân số đó lớn hơn.
C27: B
C28: C
C29: A
C30: B
C31: A
C32: B
C33: B
C34: B
C35: B
C36: Phương án D
– Số hạt
U
235
92
có trong 1 g
U

235
92
là
2123
A
10.562,210.02,6
235
1
N.
A
m
N 

– Mỗi hạt
U
235
92
cho 200 MeV → với N hạt thì năng lượng thu được bằng
E = N.ΔE = 2,562.10²³ × 200 = 5,124.10²³ MeV = 5,124.10²³ × 1,6.10⁻¹³ ≈ 8,2.10¹⁰ J → chọn phương án D
C37: C
C38: Phương án C
– Tóm tắt dữ kiện qua phương trình phản ứng
α +
Al
27
13
→
P
30
15

+
n
1
0

K
α
K
Al
= 0 K
P
K
n



p


0p
Al



P
p


n
p



– Định luật bảo toàn động lượng cho:
nPAl
pppp





nP
ppp



(*)
nnPP
v.mv.mv.m




Vì hạt
P
30
15
và
n
1
0

có cùng VẬN TỐC, nghĩa là
vvv
nP


→ động lượng của chúng cùng hướng, do đó
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 20
Trang 20
v.mv.mv.m(*)
nP







 v.
mm
m
v
nP
(1)
– Mặt khác, từ công thức tính năng lượng của phản ứng hạt nhân, ta có:
truocsau
KKE 

EKKKKKKE
nPnP





 
Ev.mm
2
1
K
2
nP


(2)
Thay (1) vào (2) và chú ý
α
2
αα
K.vm
2
1

, ta được động năng của hạt α
MeV3,1
2,7












130
4
1
)(
mm
m
1
E
K
nP
→ chọn phương án C
Nhận xét:
1. Học sinh thường nhầm lẫn giữa TỐC ĐỘ và VẬN TỐC. Không nhận ra điểm này, bài toán sẽ thiếu một dữ liệu về
góc hợp bởi hướng bay của các hạt.
2. Một điểm dễ sai thứ 2 là xét dấu của năng lượng. Do đề cho "phản ứng THU VÀO một năng lượng…" → trong các
công thức ta dùng thì năng lượng THU được quy ước lấy dấu "–".
C39: D C40: D C41: C C42: C
C43: Phương án D
Sử dụng kết quả được cho trong "Những khẳng định đúng", ta suy ra ngay
B
B
m
m
K
K




→ chọn phương án D
{Nếu hạt mẹ đứng yên thì tia phóng xạ và hạt con có: Tỉ số động năng tỉ lệ nghịch với tỉ số khối lượng giữa chúng}
Chứng minh:
– Theo đề, hạt mẹ A {đứng yên} phóng xạ α tạo thành hạt B: A → α + B
– Định luật bảo toàn động lượng cho:
0ppp
AB




2
B
2
B
pppp 



– Liên hệ giữa động lượng và động năng: p² = 2.m.K
B
α
α
B
m
m
K

K

 BB
K.m.2K.m.2

C44: C C45: D C46: D C47: D
{C46: Tham khảo "2. BÀI TẬP MẪU" – Bài 4 – phần c}
C48: Phương án A
Phương trình phản ứng
HeHeLip
4
2
4
2
7
3
1
1


Định luật bảo toàn động lượng cho (
0p
Li


):
2X1Xp
ppp



Từ hình vẽ, dễ dàng nhận thấy p
p
= p
X
4
u1
u4
m
m
v
v
p
X
X
p

XXpp
v.mv.m
→ chọn phương án A
60°
60°



CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 21
Trang 21
Nhận xét:
Ta có thể giải theo cách tổng quát, bằng cách bình phương các vế của phương trình
2X1Xp

ppp


. Tuy nhiên để
ý một chút về các dữ kiện đề cho thì bài toán này thuộc trường hợp đặc biệt và được giải gọn hơn.
C49: Phương án D
Tóm tắt dữ kiện qua phương trình phản ứng
α +
N
14
7
→
p
1
1
+
O
17
8

K
α
= 7,7 MeV K
N
= 0 K
p
K
O


p


0p
N




 pp
p


O
p


– Định luật bảo toàn động lượng cho:
OpN
pppp




pO
ppp




Vì

 pp
p

→
0p.p
p




2
p
22
O
ppp 


Liên hệ giữa động lượng và động năng: p² = 2.m.K
ppOO
K.m.2K.m.2K.m.2 



O
pp
O
m

K.mK.m
K



(*)
– Mặt khác, từ các công thức tính năng lượng của phản ứng hạt nhân, ta có:
 
 
truocsau
2
sautruoc
truocsau
2
sautruoc
KKc.mm
KKE
c.mmE







 

 KKKc.)mm()mm(
Op
2

OpN

{thực chất hệ thức trên chính là định luật bảo toàn năng lượng toàn phần}
 
O
2
OpNp
KKc.)mm()mm(K 


K
p
= (4,0015 + 13,9992 – 1,0073 – 16,9947) × 931,5 + 7,7 – K
O

K
p
= 6,48905 – K
O
(**)
Thay (**) và (*), giải phương trình bậc nhất theo K
O
, ta được:
K
O
≈ 2,075 MeV → chọn phương án D
C50: Phương án D
Động lượng của các hạt trước và sau khi phân rã là bằng nhau (bảo toàn động lượng).
Do ban đầu hạt X đứng yên → tổng động lượng của hai hạt sau phân rã phải bằng 0, nghĩa là
0ppp

XY




Lưu ý: p² = 2mK
2
1
1
2
2
1
K
K
m
m
v
v

















2211
2211
2
Y
2
Y
Km2Km2
vmvm
pp
pp
→ chọn phương án D
C51: Phương án C
Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần cho
 
truocsau
2
sautruoc
KKc.mm 

 

 KKKc.)mm()mm(
Op
2
OpN

CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 22
Trang 22
 
2
OpNOp
c.)mm()mm(KKK 


Động năng của hạt oxi và hạt proton được bỏ qua nên
 
MeV1,211

5,931)9947,160073,19992,130015,4(c.)mm()mm(K
2
OpNmin

→ chọn phương án C
C52: Phương án C
Năng lượng lò cung cấp trong 3 năm
E = P.t = 200.10⁶ × (3 × 365 × 86400) = 1,89216.10¹⁶ J = 1,1826.10²⁹ MeV
Mỗi hạt
U
235
chỉ cho 200 MeV → số hạt
U
235
cần phải phân hạch để thu được năng lượng trên là
26
29
10.913,5

200
10.1826,1
N 

Khối lượng
U
235
cần sử dụng là
kg230,8

 g230823
10.02,6
23510.913,5
N
A.N
m
23
23
A
→ chọn phương án C
C53: A C54: C
C55: Phương án A
Năng lượng của phản ứng hạt nhân
2
CBA
2
st
c).mmm(c).mm(Q 

→

2
CBA
c
Q
mmm 
→ chọn phương án A
C56: B
C57: D
C58: B
C59: D
C60: C
C61: A
C62: B
C63: C
C64: C
C65: A
C66: C
C67: Phương án A
Số hạt đã rã = một nửa số hạt còn lại →
N
2
1
N

3
2
22N.
2
1
21N

T
t
T
t
o
T
t
o












0,585T
3
2
log.Tt
2
→ chọn phương án A
C68: D
C69: A
C70: D
C71: D

C72: C
C73: C
C74: A
C75: D
C76: Phương án B
Sau 2 chu kì bán rã, số hạt bị rã bằng 3 lần số hạt còn lại {tham khảo trong phần những khẳng định đúng} →
ΔN
X
= 3.N
X
Mặt khác mỗi hạt X bị rã tạo ra 1 hạt Y → số hạt X đã rã cũng chính là số hạt Y được sinh ra.
N
Y
= ΔN
X
= 3.N
X

Tỉ số khối lượng giữa chất Y và chất X bằng
1
2
A
A
3
1X
2X
XX
YY
A
XX

A
YY
X
Y
A.N
A.N.3
A.N
A.N
N
A.N
N
A.N
m
m
→ chọn phương án B
C77: A C78: A C79: A C80: D C81: C
CHƯƠNG 7 – VẬT LÍ HẠT NHÂN 23
Trang 23
C82: Phương án D
Với bài toán tính tuổi của mẫu vật cơ bản {cho hai giá trị độ phóng xạ}, sử dụng công thức độ phóng xạ
T
t
o
2.HH



Với: H là độ phóng xạ của mẫu vật cổ.
H
o

là độ phóng xạ của mẫu vật hiện tại {lưu ý: H và H
o
phải đo cùng loại đơn vị}
mnă17190t 

5730
t
21600200
→ chọn phương án D
{Nếu cần, sử dụng thêm
A
o
oo
N.
A
m
.
T
2ln
N.H
(giây)

}
C83: Phương án C
Một hạt
Po
210
84
phóng xạ tạo ra một hạt
Pb

206
82
→ số hạt chì được sinh ra cũng chính là số hạt poloni đã bị rã.
Quá trình phân rã có thể được biểu diễn theo sơ đồ sau
– Như đã biết, thời gian cần thiết để số hạt bị rã bằng 3 lần số hạt còn lại là 2T → t
1
= 2T
– Mặt khác, theo đề bài: t
2
= t
1
+ 276 ngày → t
2
= t
1
+ 2T = 4T.
– Số hạt poloni còn lại sau 4T:
o
T
T4
o2
N
16
1
2.NN 


– Số hạt poloni đã biến thành chì sau 4T:
o2o2
N

16
15
NNN 

– Tỉ số giữa số hạt poloni và số hạt chì tại thời điểm t
2
(sau 4T):
15
1


2
2
N
N
→ chọn phương án C
Suy luận SAI thường gặp:
Sau 2T, số hạt chì gấp 3 số hạt poloni. Vậy sau 4T, số hạt chì gấp 9 số hạt poloni → tỉ số cần tìm là
9
1
→ chọn D.
C84: Phương án C
Sau mỗi chuỗi phân rã, 1 hạt
U
238
92
biến đổi chính xác thành 1 hạt
Pb
206
82

→ tại thời điểm bất kì, tổng số hạt
U
238
92

CÒN LẠI và số hạt
Pb
206
82
được SINH RA luôn bằng số hạt nhân ban đầu của
U
238
92
.
N
o238
= N
238
+ N
Pb
= 1,188.10²⁰ + 6,239.10¹⁸ = 1,25039.10²⁰
Theo định luật phóng xạ:
T
t
238o238
2.NN



mnă3,32.10

8

20
20
2
9
238o
238
2
10.25039,1
10.188,1
log10.5,4
N
N
log.Tt
→ chọn phương án C
{thời gian phân rã vừa tìm được cũng chính là tuổi của khối đá}
C85: Phương án C
Do hạt X (có số khối A) phóng xạ α nên hạt con Y có số khối A' = A – 4
Định luật bảo toàn động lượng cho:
0ppp
XY



{hạt X ban đầu đứng yên nên p
X
= 0}
t = 0
t

1
t
2
= t
1
+ 276 ngày
N
o