Các đề Vật Lý hạt nhân Đại học và Cao đẳng

Câu 1:(Đề TSĐH&CĐ 2006):Hạt nhân Poloni (
210
84
Po
) phóng ra hạt
α
và biến thành hạt nhân chì (Pb) bền.
a)Viết phương trình diễn tả quá trình phóng xạ và cho biết cấu tạo của hạt nhân chì
b) Ban đầu có một mẫu Poloni nguyên chất. Hỏi sau bao lâu thì tỉ lệ giữa khối lượng chì và khối lượng
Poloni còn lại trong mẫu là n = 0,7? Biết chu kì bán rã của Poloni là 138,38 ngày.
Lấy ln2 = 0,693; ln1,71 = 0,536. ĐA : a) b) 107ngày
Câu 2: (Đề dự bị TS ĐH&CĐ 2003)
Người ta dùng một hạt α có động năng 9,1 MeV bắn phá hạt nhân nguyên tử N
14
đứng yên. Phản ứng sinh ra hạt
phôtôn p và hạt nhân nguyên tử ôxy O
17

1) Hỏi phản ứng thu hay tỏa bao nhiêu năng lượng (Tính theo MeV)?
2) Giả sử độ lớn vận tốc của hạt prôtôn lớn gấp 3 lần vận tốc của hạt nhân ôxy. Tính động năng của hạt đó?
Cho biết khối lượng của hạt là m
N
= 13,9992u;
m 4,0015u;
α
=
m
p
= 110073u;
O

17
m 16,9947u;=
1u =
931MeV/C
2
ĐA: 1) 1,21MeV 2) 5,16MeV
Câu 3 (Đề dự bị 1 TS ĐH&CĐ năm 2002)
Bắn hạt
α
vào hạt nhân
14
7
N
thì hạt nhân ôxy và hạt prôtôn sau phản ứng. Viết phương trình của phản ứng
và cho biết phản ứng là phản ứng tỏa hay thu năng lượng? Tính năng lượng tỏa ra (hay thu vào) và hãy cho biết
nếu là năng lượng tỏa ra thì dưới dạng nào, nếu là năng lượng thu thì lấy từ đâu? Khối lượng của các hạt nhân:
N
m 4,0015u;m 13,9992u;
α
= =
2
O P
m 16,9947u;m 1,0073u;1u 931MeV / c= = =
. ĐA : 1,2103MeV
Câu 4 (Đề dự bị 2 TS ĐH&CĐ năm 2002)
Đồng vị coban
60
27
Co
là chất phóng xạ β

-
; hạt nhân con là niken (Ni). Độ phóng xạ của 0.2g
60
27
Co
là H =
225 Ci. Hãy viết phương trình của phóng xạ và nêu rõ thành phần cấu tạo của hạt nhân con. Tìm chu kì bán rã của
60
27
Co
và tìm thời gian để có 75%
60
27
Co
bị phân rã. Biết số Avogadro N
A
= 6.032 x 10
23
mol
-1
.
ĐA : 5,3 năm ; 10,6năm
Câu 5 ( TS CĐSP Hà Nội 2004)
Hạt nhân
210
84
Po
đứng yên phóng xạ ra một hạt X , biến đổi thành hạt nhân
Z
A

Pb
có kèm theo một photon
1) Viết phương trình phản ứn, xác định A,Z.
2) Bằng thực nghiệm, người ta đo đuợc động năng của hạt X là 6,18 MeV. Tính động năng của hạt nhân Pb
theo đơn vị MeV.
3) Tính bước sóng của bức xạ .
Biết rằng
=
Po
m 209,9828u
;
=
He
m 4,0015u
;
=
Pb
m 205,9744u
;
−
=
34
h 6,625x10 Js
;
=
8
c 3x10 m/ s
;
=
2

MeV
1u 931
c
. ĐA : 1) 2) 0,12MeV 3) 10pm
Câu 6 (TS CĐSP Hà Nội 2005)
1)
Độ phóng xạ là gì? Viết biểu thức và vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ phóng xạ vào thời gian. Chất
Poloni P210 có chu kì bán rã là 138 ngày. Tính khối lượng Poloni có độ phóng xạ 1Ci. Cho số Avogaro N
A

= 6.023 x 10
23
mol
-1
2)
Bắn hạt
α
vào hạt Nito (
14
7
N) đứng yên. Sau phản ứng sinh ra 1 hạt proton và 1 hạt nhân oxy. Các hạt sinh
ra sau phản ứng có cùng vecto vận tốc và cùng phương vớ vận tốc của hạt . Phản ứng trên thu năng lượng
là1.21MeV. Tính động năng của hạt
α
, proton, và hạt nhân oxy. Coi khối lượng các hạt xấp xỉ số khối.
ĐA : 1) 0,222mg 2)
MeVK 56,1=
α
; K
H

= 1,56MeV/81 ; K
0
= 26,52MeV/81
Câu 7 ( TS CĐCN Hà Nội 2003)
1) Phóng xạ là gì? Nêu bản chất của tia phóng xạ.
2) Mẫu chất phóng xạ Poloni
210
84
Po
có khối lượng m = 2.1g phóng xạ chuyển thành hạt nhân X. Poloni
có chu kì bán rã T = 138 ngày.
a) Sau bao lâu trong mẫu có
20
38.073 10×
hạt X.

b) Phản ứng khơng bức xạ điện từ, hạt, Po đứng n. Tính động năng của hạt X và hạt .
Cho
Po u
m = 209.9373u;m = 205.9294u
; m = 4.0015u;
2
MeV
1u = 931.5
C
;
A
hạt
N = 6.032 1023
mol

×
.
ĐA : a) 199,1ngày b)
αđ
W
= 5.848 Mev;
đx
W
= 0.114 MeV
Câu 8 (TS CĐCNHN 2004)
Pơlơni
210
84
Po
là chất phóng xạ
α
tạo thành hạt nhân
A
Z
X
bền theo phản ứng:
→ +
210 4 A
84 2 Z
Po He X
.
1) Xác định tên gọi và cấu tạo hạt nhân
A
Z
X

. Ban đầu có 1gPơlơni, hỏi sau bao lâu thì khối lượng Pơlơni chỉ còn
lại 0,125g? Cho chu kỳ bán rã của Pơlơni T = 138 ngày.
2) Sau thời gian t bằng bao nhiêu thì tỉ lệ khối lượng giữa
A
Z
X
và Pơlơni là 0,406? Lấy
=2 1,4138
.
ĐA : 1) 414ngày 2) 69ngày
Câu 9 ( TS CĐCN HN 2005)
Hạt nhân Pơlơni
210
84
Po
đứng n, phóng xạ à chuểyn thành hạt nhân
A
Z
X
. Chu kì bán rã của Pơlơni là T =
138 ngày. Một mẫu Pơlơni ngun chất có khối lượng ban đầu
=
o
m 2g
.
a) Viết phương trình phóng xạ. Tính thể tích khí Heli sinh ra ở điều kiện tiêu chuẩn sau thời gian 276 ngày.
b) Tính năng lượng tỏa ra khi lượng chất phóng xạ trên tan rã hết.
c) Tính động năng của hạt .
Cho biết
=

Po
m 209,9828u
,
α
=m 4,0015u
,
=
X
m 205,9744u
,
=
2
1u 931MeV/ c
.
ĐA : a) 0,16lit b)
= ∆ =
22
o
E N E 3,683x10 MeV
c)
α
K
= 6,3 MeV.
Câu 10 ( TS CĐGTVT 2004)
Người ta dùng prơtơn có động năng W
P
= 5,58MeV bắn phá hạt nhân
23
11
Na

đứng n, tạo ra phản ứng:
23 A
11 N
p Na Ne+ → +α
1) Nêu các đònh luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân và cấu tạo của hạt nhân Ne.
2) Biết động năng của hạt
α
ù là W
α
= 6,6 MeV, tính động năng của hạt nhân Ne. Cho m
p
= 1,0073u;
m
Na
= 22,985u; m
Ne
= 19,9869u; m
α
= 4,9915; lu = 931MeV / c
2
.
ĐA : 1) SGK 2) 2,61 MeV
Câu 11 (TSĐH&CĐ 2005)
Phốt pho
( )
32
15
P
phóng xạ β
-

với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày và biến đổi thành lưu huỳnh (S). Viết
phương trình của sự phóng xạ đó và nêu cấu tạo của hạt nhân lưu huỳnh. Sau 42,6 ngày kể từ thời điểm ban
đầu, khối lượng của một khối chất phóng xạ
32
15
P
còn lại là 2,5g. Tính khối lượng ban đầu của nó.
ĐA : 20gam
Câu 12 ( TS CĐGTVT 2005)
1) Thế nào là lực hạt nhân? Lực này có phải lực hấp dẫn khơng? Vì sao?
2) Chất phóng xạ urani 238 sau một loạt phóng xạ α v β thì biến thành chì 206. Chu kì bán rã của sự
biến đổi tổng hợp này là 4,6 x 10
9
năm. Giả sử ban đầu một loại đá chỉ chứa urani khơng chứa chì. Nếu
hiện nay tỉ lệ các khối lượng của urani và chì trong đá là
=
u
(Pb)
m
37
m
thì tuổi của đá là bao nhiêu?
ĐA : 1) SGK 2) 0,2tỉ năm
Câu 13 ( TS CĐKT-KTCNI 2004)
Hạt proton có động năng Kp = 2 MeV, bắn vào hạt nhân
( )
7
3
Li
đứng n, sinh ra hai hạt nhân X có cùng động

năng, theo phản ứng hạt nhân sau:
+ → +
7
3
P Li X X
1) Viết phương trìng đầy đủ của phản ứng. Tính động năng K của mỗi hạt X.

2) Tính năng lượng mà một phản ứng tỏa ra. Để tạo thành 1,5g chất X theo phản ứng hạt nhân nói trên thì
năng lượng tỏa ra bằng bao nhiêu?
Cho m
u
= 1,0073u; m
Li
= 7,0744u; m
X
= 4,0015u
=
2
MeV
1u 931
C
; N
A
= 6.02 x 10
23
mol
-1
ĐA : 2)
Câu 14 ( CĐNL 2003)
1) Urani phân rã theo chuỗi phóng xạ sau đây:

α β β α α
→ → → → →
238
92 a
U Th P U Th Ra
Viết đầy đủ chuỗi phóng xạ này (ghi thêm Z và A của các hạt nhân).
2) Chuỗi phóng xạ trên còn tiếp tục cho đến khi hạt nhân cuối là đồng vị bền
206
82
Pb
chì. Hỏi
238
92
U
biến thành
206
82
Pb
sau bao nhiêu phóng xạ
−
α βvaø ?
ĐA : 2)
−
βα
68 và
Câu 15 ( TS CĐNL 2004) Hạt nhân phóng xạ
234
92
U
phát ra hạt

α
a) Viết phương trình phản ứng
b) Tính năng lượng toả ra (dưới dạng động năng của hạt
α
và hạt nhân con). Tính động năng của hạt
α
và
hạt nhân con
−
α
= =
= = × =
u x
27
2
Cho m 233,9904u; m 229,9737u;
MeV
m 4,0015u; u 1,66055 10 kg 931
C

ĐA : b) 13,91MeV và 0,24MeV
Câu 16 ( CĐNL 2005) Đồng vị
235
92
U
phân rã
α
thành hạt nhân
A
Z

Th
.
1) Viết đầy đủ phương trình phân rã trên. Nêu rõ cấu tạo của hạt nhân được tạo thành.
2) Chuỗi phóng xạ trên còn tiếp tục cho đến hạt nhân con là đồng vị bền
207
82
Pb
. Hỏi có bao nhiêu hạt nhân
Hêli và hạt nhân điện tử được tạo thành trong quá trình phân rã đó.
ĐA : 2) 7hạt Hêli và 4hạt điện tử
Câu 17 (CĐXD Số 3 năm 2004)
Đồng vị Pôlôni
210
84
Po
là chất phóng xạ
α
và tạo thành chì (Pb).
1) Viết phương trình phân rã và nêu thành phần cấu tạo của hạt nhân chì tạo thành.
2) Năng lượng tỏa ra trong phản ứng trên dưới dạng động năng của hạt
α
và hạt nhân chì. Tính động năng
mỗi hạt.
Giả thiết ban đầu hạt nhân Pôlôni đứng yên. Cho khối lượng hạt nhân m
Po
= 209,9828u; m
He
=4,0015u; m
Pb

= 205,9744u;
=
2
MeV
1u 931
c
.
ĐA : 2) K
Pb
= 0,12MeV ;
α
=K 6,12MeV
Câu 18 ( CĐ CNTT TPHCM 2004)
Cho phản ứng hạt nhân:
+ → +
37 37
17 18
Cl X n Ar
1) Viết phương trình phản ứng đầy đủ. Xác định tên hạt nhân X.
2) Phản ứng tỏa hay thu năng lượng. Tính năng lượng tỏa (hay thu) ra đơn vị MeV.
Cho
= = =
Cl Ar n
m 36,9566u;m 36,9569u;m 1,0087u;

= =
X
2
MeV
m 1,0073u;1u 931

c
Đa : Thu 1,58MeV
Câu 19 ( CĐ KT KTTM 2004)
1) Nêu bản chất phóng xạ
−
β
.
2) Tính tuổi của một cái tượng cổ bằng gỗ, biết rằng độ phóng xạ của C14 trong tượng gỗ bằng 0.707 lần
độ phóng xạ trong khúc gỗ có cùng khối lượng vừa mới chặt. Biết chu kì bán rã C14 là 5600 năm.
Đa : 2800năm
Câu 20 ( TS ĐH&CĐ 2003)
Gọi ∆t là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đi e lần (e là cơ số của loga tự
nhiên với lne = 1). T là chu kỳ bán rã của chất phóng xạ. Chứng minh rằng
T
t
ln 2
∆ =
. Hỏi sau khoảng thời gian
0,15∆t chất phóng xạ còn lại bao nhiêu phần trăm lượng ban đầu? Cho biết e
-0,51
= 0,6
ĐA : 60%
Câu 21 (TS ĐH&CĐ 2002)
1) So sánh sự phóng xạ và sự phân hạch.
2) Tìm năng lượng tỏa ra khi một hạt nhân Urani U234 phóng xạ tia
α
tạo thành đồng vò thori Th230.
Cho các năng lượng liên kết riêng: của hạt
α
là 7,10MeV; của U234 là 7,63MeV; của Th230 là

7,70MeV. ĐA : 14MeV
Câu 22 (Dự bị 1 TSĐH&CĐ 2005)
Iốt
131
53
( I)
phóng xạ β
-
với chu kỳ bán rã T. Ban đầu có 1,83g iốt
131
53
( I)
. Sau 48,24 ngày, khối lượng của nó
giảm đi 64 lần. Xác đònh T. Tính số hạt β
-
đã được sinh ra khi khối lượng của iốt còn lại 0,52g. Cho số
Avogrô N
A
= 6,022.10
23
mol
-1
Đa : T = 8,04 ngày ; 6,022.10
21
phóng xạ
Câu 23 (Dự bị 2 TSĐH&CĐ 2005)
Đồng vị Cacbon
14
6
C

phóng xạ
β
và biến thành nito (N). Viết phương trình của sự phóng xạ đó. Nếu cấu
tạo của hạt nhân nito. Mẫu chất ban đầu có 2x10
-3
g Cacban
14
6
C
. Sau khoảng thời gian 11200 năm. Khối lượng
của Cacbon
14
6
C
trong mẫu đó còn lại
0.5 x 10
-3
g . Tính chu kì bán rã của cacbon
14
6
C
. ĐA : 5600năm
Câu 24 (Dự bị 1 TSĐH&CĐ 2004)
Natri
( )
24
11
Na
là chất phóng xạ β
-

với chu kì bán rã T = 15 giờ. Ban đầu có 12g natri. Hỏi sau bao lâu chỉ
còn lại 3g chất phóng xạ trên? Tính độ phóng xạ của 3g natri này. Cho số Avơgađrơ N
A
= 6,022 x 10
23
mol
-1
ĐA : 30h ; 2,61.10
6
Ci
Câu 25 (Dự bị 2 TSĐH&CĐ 2004)
Pơlơni (
210
84
Po
) là chất phóng xạ và biến đổi thành chì (Pb), có chu kì bán rã T = 138 ngày. Ban đầu có một
mẫu Pơlơni ngun chất có khối lượng
o
m 1g=
. viết phương trình phân rã, nêu rõ cấu tạo của hạt nhân con và tính
khối lượng Pơlơni còn lại trong mẫu sau 276 ngày. Đa : 0,25g