Bài tập trắc nghiệm chương phản ứng hạt nhân (1)

Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Cu to ht nhân, đ ht khi – P1.

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 1 -



I. CU TO HT NHÂN
1. Cu to ht nhân
 Nguyên t có cu to rng gm mt ht nhân mang đin tích dng  gia và e chuyn đng xung quanh
 Ht nhân nguyên t đc cu to t nhng ht nh gi là nuclôn. Có hai loi nuclôn:
- Prôtôn kí hiu là p mang đin tích nguyên t dng.
- Ntrôn kí hiêu là n nng lng không mang đin tích.
 Mt nguyên t có nguyên t s Z thì:
- v nguyên t có Z electron
- ht nhân có N ntron và Z prôtôn
 Tng s A = Z + N gi là s khi
 Mt nguyên t hay ht nhân ca nguyên t X có kí hiu:
A
Z
X

Ví d. Ht nhân
23
11
Na
có 11 proton và (23 – 11) = 12 notron
2.ăng v
ng v là nhng nguyên t mà ht nhân cha cùng s prôtôn Z nhng có s ntron N khác nhau nên s khi A cng

khác nhau.
Ví d. Hiđrô có 3 đng v : hiđrô thng
1
1
H
; đteri
2
1
H
(hay
2
1
D
) và triti
3
1
H
(hay
3
1
T
).
3. Lc ht nhân
Lc tng tác gia các nuclôn gi là lc ht nhân (tng tác ht nhân hay tng tác mnh). Lc ht nhân có tác dng
liên kt các nuclôn vi nhau
c đim:

 Lc ht nhân không phi là lc tnh đin, nó không ph thuc vào đin tích các nuclôn.
 Lc ht nhân là mt loi lc mi truyn tng tác gia các nuclôn trong ht nhân, có cng đ rt ln, còn
gi là lc tng tác mnh.

 Lc ht nhân ch phát huy tác dng trong phm vi kích thc ht nhân (khong 10
–15
m).
II. KHIăLNG HT NHÂN
1.ănăv khiălng ht nhân
Trong vt lí ht nhân, khi lng thng đc đo bng đn v khi lng nguyên t. Kí hiu là u. Theo đnh ngha, u
có tr s bng
1
12
khi lng ca đng v cacbon
12
6
C

27
C
23
1 1 12
1u m (gam) 1,66.10 kg
12 12
6,023.10

  


Chú ý: Khi lng ca các nuclon tính theo đn v u thng dùng m
p
= 1,0073u và m
n
= 1,0087u

CU TO HTăNHÂN,ă HT KHI HT NHÂN – PHN 1
(TÀI LIU BÀI GING)
GIÁOăVIÊN:ăNG VIT HÙNG
ây là tài liu tóm lc các kin thc đi kèm theo bài ging “Cu to ht nhân, đ ht khi ht nhân – phn 1
“ thuc
khóa hc LTH KIT-1 : Môn Vt lí(Thy ng Vit Hùng) ti website Hocmai.vn.  có th nm vng kin thc phn
“Cu to ht nhân, đ ht khi ht nhân – phn 1”, Bn cn kt hp theo dõi bài ging vi tài liu này.

Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Cu to ht nhân, đ ht khi – P1.

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 2 -


2. Khiălngăvàănngălng ht nhân
Theo Anh-xtanh, nng lng E và khi lng m tng ng ca cùng mt vt luôn luôn tn ti đng thi và t l vi
nhau, h s t l là c
2
theo biu thc: E = mc
2

c là tc đ ánh sáng trong chân không có giá tr c = 3.10
8
m/s.
Khi đó 1uc
2
= 931,5 MeV  1u = 931,5 MeV/c
2

MeV/c
2
đc coi là 1 đn v khi lng ht nhân.

Chú ý:

Mt vt có khi lng m
0
khi  trng thái ngh thì khi chuyn đng vi vn tc v, khi lng s tng lên thành m vi
0
2
2
1
m
m
v
c



Trong đó m
0
: khi lng ngh và m là khi lng đng.

Nng lng toàn phn:
2
2
2
2

1
o
mc
E mc
v
c



Trong đó: E
0
= m
0
c
2
gi là nng lng ngh.
E – E
0
= (m – m
0
)c
2
chính là đng nng ca vt.
III.ă HT KHI,ăNNGăLNG LIÊN KT HT NHÂN
1.ă ht khi

Xét mt ht nhân
A
Z
X

có Z proton và N notron, khi các nuclon cha liên kt đ to thành ht nhân thì khi lng
ca ht nhân chính là khi lng ca các nuclon, có giá tr m
0
= Z.m
p
+ N.m
n


Sau khi các nuclon liên kt thì ht nhân có khi lng là m, thc nghim chng t m < m
0
.
i lng mă=ăm
0
– m, đc gi là đ ht khi ht nhân.
T đó ta có:
 
pn
m Z.m N.m m   

Ví du:
Tínhăđ ht khi ca ht nhân
4
2
He
có khiălng m
He
= 4,0015u.
Hng dn gii :
Ht nhân

4
2
He
có 2 proton và 2 notron.
Khi đó m
0
= Z.m
p
+ N.m
n
= 2.m
p
+ 2.m
n
= 2.1,0073 + 2.1,0087 = 4,049527u
 ht khi m = m
0
– m = 4,049527 – 4,0015 = 0,048027u
2.ăNngălng liên kt ht nhân
a) Nng ệng liên kt ht nhân
Theo thuyt tng đi, h các nuclôn ban đu có nng lng E
0
= [Zm
p
+ (A – Z)m
n
]c
2

còn ht nhân đc to thành t chúng thì có nng lng E = mc

2
< E
0
. Vì nng lng toàn phn đc bo toàn, nên đã
có mt lng nng lng E = E
0
– E = m.c
2
ta ra khi h các nuclôn to nên ht nhân.
Ngc li, nu mun tách ht nhân đó thành các nuclôn riêng r, có tng khi lng Zm
p
+ N.m
n
> m, thì ta phi tn
nng lng E = m.c
2
đ thng lc tng tác gia chúng. E càng ln thì càng tn nhiu nng lng đ phá v liên
kt gia các nuclôn.
Vì vy, đi lng E = m.c
2
đc gi là nng lng liên kt các nuclôn trong ht nhân, hay gn hn, nng lng
liên kt ht nhân.
Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Cu to ht nhân, đ ht khi – P1.

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 3 -

Ta có:
 
 

       

2 2 2
0 p n
E m.c m m .c Z.m N.m m .c

b) Nng ệng liên kt riêng
Là nng lng liên kt tính cho mt nuclôn, kí hiu là  và đc cho bi công thc
E
A



c đim:
Nng lng liên kt riêng đc trng cho s bn vng ca ht nhân. Ht nhân có nng lng liên kt riêng
càng ln thì càng bn vng.
Ví d 1: Tìmăđ ht khiăvàănngălng liên kt ca ht nhân Liti
7
3
Li
. Bit khiălng nguyên t Liti,ăntronă
và prôtôn có khiălng lnălt là: m
Li
= 7,0160u; m
n
= 1,0087u và m

p
= 1,0073u. Bit
1uc
2
= 931,5 MeV/c
2

Hng dn gii :
Ht nhân
7
3
Li
có 3 proton và 4 notron. Khi đó:
M
0
= Z.m
p
+ N.m
n
= 3.m
p
+ 4.m
n
= 3.1,0073 + 4.1,0087 = 7,08299 u
 ht khi: m = m
0
– m = 7,08299 – 7,0160 = 0,06699 u
Nng lng liên kt ca ht nhân là: E = m.c
2
= 0,06699 uc

2
= 0,06699.931,5 = 62,401185 MeV
Ví d 2:
Cho bit:
   
He O p n
m 4,0015u;m 15,999u;m 1,0073u;m 1,0087u
. Hãy so sánh mcăđ bn
vng ca hai ht nhân
4
2
He
và
16
8
O.

Hng dn gii :
 Xét ht nhân
4
2
He
:
 ht khi ht nhân:
 
He p n He
m 2.m 2.m m 4,0032 4,0015 0,0305u      

Nng lng liên kt ht nhân
4

2
He
là
22
He He
E m .c 0,0305uc 0,0305.931,5 28,41075MeV     

Nng lng liên kt riêng ca ht nhân
4
2
He
là
He
He
E
7,1027MeV / nuclon
4

  

 Xét ht nhân
16
8
O
:
 ht khi ht nhân:
 
O p n O
m 8.m 8.m m 16,128 15,999 0,129u      

Nng lng liên kt ht nhân
16
8
O
là
22
OO
E m .c 0,129uc 0,129.931,5 120,1635MeV     

Nng lng liên kt riêng ca ht nhân
16
8
O
là
O
O
E
7,5102 MeV / nuclon
16

  

Do 
O
> 
He
nên ht nhân
16
8
O

bn vng hn ht nhân
4
2
He

Ví d 3:
Ht nhân Natri có kí hiu
23
11
Na
và khôí lng ca nó là m
Na
= 22,983734 u, bit m
p
= 1,0073 u,
m
n
= 1,0087 u.
a) Tính s ht notron có trong ht nhân Na.
b) Tính s nuclon có trong 11,5 (g) Na.
c) Tính đ ht khi và nng lng liên kt, nng lng liên kt riêng ca ht nhân Na.
Hng dn gii :
a) S notron ca Na: N* = 23 – 11 = 12.
Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Cu to ht nhân, đ ht khi – P1.

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 4 -

b) S mol Na có trong 11,5 (g) Na:
11,5
n 0,5
23


S nguyên t cha trong đó: N = n.N
A
= 0,5.6,02.10
23
= 3,01.10
23
.
Mi nguyên t Na có 23 nuclon, vy trong tng đó nguyên t thì s nuclon là N
1
= N.23 = 69,23.10
23
.
c)  ht khi: m = 11. 1,0073 + 13. 1,0087 - 22,9837 = 0,201 (u)
Nng lng liên kt ca Na: E
lk
= 0,201.931 = 187 (MeV).
Ví d 4:
Khi lng nguyên t ca rađi Ra226 là m = 226,0254u.
a) Hãy ch ra thành phn cu to ht nhân Rađi ?
b) Tính ra kg ca 1 mol nguyên t Rađi, khi lng 1 ht nhân, 1 mol ht nhân Rađi?
c) Tìm khi lng riêng ca ht nhân nguyên t cho bit bán kính ht nhân đc tính theo công thc
r = r
0

.A
1/3
, vi r
0
= 1,4.10
-15
m, A là s khi.
d) Tính nng lng liên kt ca ht nhân, nng lng liên kt riêng, bit m
p
= 1,007276u, m
n
= 1,008665u ; m
e
=
0,00549u ; 1u = 931 MeV/c
2
.
Hng dn gii :
a) Rađi ht nhân có 88 prôton, N = 226 – 88 = 138 ntron
b) m = 226,0254u.1,66055.10
-27
= 375,7.10
-27
kg
Khi lng mt mol : m
mol
= mN
A
= 375,7.10
-27

.6,022.10
23
= 226,17.10
-3
kg = 226,17 g
Khi lng mt ht nhân : m
hn
= m – Zm
e
= 259,977u = 3,7524.10
-25
kg
Khi lng 1mol ht nhân : m
molhn
= m
nh
.N
A
= 0,22589kg
c) Th tích ht nhân : V = 4r
3
/3 = 4r
0
3
A/

3 .
Khi lng riêng ca ht nhân
pp
17

33
3
0
0
Am 3m
m kg
D 1,45.10
A
V4rr m
4rr
3
   

d) Tính nng lng liên kt ca ht nhân E = mc
2
= {Zm
p
+ (A – Z)m
n
– m}c
2
= 1,8197u
E = 1,8107.931 = 1685 MeV
Nng lng liên kt riêng ca ht nhân
E
 7,4557 MeV/nu.
A



Ví d 5: (Khi A – 2010)

Mt ht có khi lng ngh m
0
. Theo thuyt tng đi, đng nng ca ht này khi chuyn đng vi tc đ 0,6c (vi c
là tc đ ánh sáng trong chân không) là
A. 1,25 m
0
c
2
B. 0,36 m
0
c
2
C. 0,25 m
0
c
2
D. 0,225 m
0
c
2

Hng dn gii :
Ta có
2
2 2 2 2
0
d 0 0 0 0
2

mc
W E E mc m c m c 0,25m c
0,6c
1
c
      




 đáp án C.
Ví d 6: (Khi A – 2011)

Theo thuyt tng đi, mt êlectron có đng nng bng mt na nng lng ngh ca nó
thì êlectron này chuyn đng vi tc đ bng
A. 2,41.10
8
m/s B. 2,75.10
8
m/s C. 1,67.10
8
m/s D. 2,24.10
8
m/s
Hng dn gii :
2
28
0
d 0 0 0 0
2

mc
1 3 3 5
W E E E E E m c v c 2,24.10
2 2 2 3
0,6c
1
c
         




m/s  đáp án D.
Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Cu to ht nhân, đ ht khi – P1.

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 5 -


Ví d 7:
Ht nhân
4
2
He
có 4,0015u. Tính nng lng liên kt và nng lng liên kt riêng ca ht nhân
Heli. Tính nng lng ta ra khi tao thành 1 (g) Heli. Cho bit khi lng ca prôton và ntron là m
p
=

1,007276u và m
n
= 1,008665u; 1u = 931,5 MeV/c
2
và s Avôgađrô là N
A
= 6,022.10
23
mol
-1
.



Ví d 8:
Tính nng lng liên kt riêng ca hai ht nhân
23
11
Na

và
56
26
Fe
. Ht nhân nào bn vng hn?
Cho m
Na
= 22,983734u ; m
Fe
= 55,9207u ; m

n
= 1,008665u ; m
p
= 1,007276u.



Ví d 9: Khi lng ca ht nhân
10
4
Be
là 10,0113u, khi lng ca ntron là m
n
= 1,0086u, khi lng ca prôtôn
là m
p
= 1,0072u và 1u = 931 MeV/c
2
. Nng lng liên kt ca ht nhân Be10 là
A. 64,332 MeV. B. 6,4332 MeV. C. 0,64332 MeV. D. 6,4332 MeV.



Ví d 10:
Khi lng ca ht nhân
Be
9
4
là 9,0027u, khi lng ca ntron là m
n

= 1,0086u, khi lng ca prôtôn là
m
p
= 1,0072u.  ht khi ca ht nhân
Be
9
4
là
A. 0,9110u. B. 0,0811u. C. 0,0691u. D. 0,0561u.



Ví d 11:
Cho ht nhân
4
2
He
có khi lng 4,0015u. Bit m
P
= 1,0073u; m
n
= 1,0087u; 1u = 931 MeV/c
2
. Nng
lng liên kt riêng ca ht
4
2
He
bng
A. 7,5 MeV. B. 28,4 MeV. C. 7,1 MeV. D. 7,1 eV.

Ví d 12:
Khi lng ca ht
10
4
Be
là m
Be
= 10,01134u, khi lng ca ntron là m
N
= 1,0087u, khi lng ca
proton là m
P
= 1,0073u. Tính đ ht khi ca ht nhân
10
4
Be
là bao nhiêu?
Hng dn gii :
-
Xác đnh cu to ht nhân
10
4
Be
có Z = 4proton, N= A-Z = 10-4= 6 notro
-  ht khi:
. ( ).
p N hn
m Z m A Z m m


    

= 4.1,0073u + 6.1,0087u – 10,01134u
m = 0,07u . áp án: m = 0,07u
Ví d 13:
Tính nng lng liên kt ht nhân têri
D
2
1
? Cho m
p
= 1,0073u, m
n
= 1,0087u, m
D
= 2,0136u; 1u = 931
MeV/c
2
.
A. 2,431 MeV. B. 1,122 MeV. C. 1,243 MeV.
D. 2,234MeV.
Hng dn gii :
Luyn thi đi hc KIT-1: Môn Vt Lí ( Thy ng Vit Hùng)
Cu to ht nhân, đ ht khi – P1.

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 6 -

 ht khi ca ht nhân D : m = ∑ m
p
+ ∑ m
n
 m
D
= 1.m
p
+1.m
n
– m
D
= 0,0024 u
Nng lng liên kt ca ht nhân D : W
lk
= m.c
2
= 0,0024.uc
2

=
2,234 MeV

Chn D.

Ví d 14: Xác đnh s Ntrôn N ca ht nhân:
He
4
2

. Tính nng lng liên kt riêng. Bit m
n
= 1,00866u; m
p
=
1,00728u; m
He
= 4,0015u
Hng dn gii :
T




He
ZAN
4
2
224  N
. Ta có
03038,00015,4)(2 
np
mmm
u

MeVMeVucE 29,285,931.03038,003038,0
2


MeV07,7

4
29,28



Ví d 15:
Cho
Fe
56
26
. Tính nng lng liên kt riêng. Bit m
n
= 1,00866u; m
p
= 1,00728u; m
Fe
= 55,9349u
Hng dn gii :
Ta có
ummm
np
50866,09349,553026 


MeVMeVucE 8,4735,931.50866,050866,0
2


MeV46,8
56

8,473



Víădă 16:
Ht nhân
Be
10
4
có khi lng 10,0135u. Khi lng ca ntrôn (ntron) m
n
= 1,0087u, khi lng ca
prôtôn (prôton) m
P
= 1,0073u, 1u = 931 MeV/c
2
. Nng lng liên kt riêng ca ht nhân là
Be
10
4

A. 0,632 MeV. B. 63,215MeV. C. 6,325 MeV. D. 632,153 MeV.
Hng dn gii :
-Nng lng liên kt ca ht nhân
Be
10
4
: W
lk
= m.c

2
= (4.m
P
+6.m
n
– m
Be
).c
2

= 0,0679.c
2

= 63,249 MeV.
-Suy ra nng lng liên kt riêng ca ht nhân
Be
10
4
:
63,125
6,325
10
lk
W
A

MeV/nuclôn.Chn: C.


Giáo viên: ng Vit Hùng

Ngun :
Hocmai.vn