Luyện tập về phản ứng hạt nhân - Tài liệu Vật lý 12

Bài ging Vt ệí ht nhân Giáo viên ng Vit ảùng
Website: www.hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit! Mobile: 0985074831

DNG 1. BO TOÀN NNG LNG TRONG S PHÓNG X
Ví d 1: ng v phóng x pôlôni
210
84
Po
là cht phóng x  to thành ht nhân X.
Bit khi lng các ht m
Po
= 209,9828u; m

= 4,0015u; m
X
= 205,9744u; 1u = 931 MeV/c
2
. Gi s ban đu ht
Poloni đng yên, đng nng ca ht  là bao nhiêu?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s : 6,3 MeV.
Ví d 2: Ht nhân phóng x
234
92
U
đng yên phát ra ht theo phng trình
4
234 A
2

92 Z
U He X
. Nng lng ta ra
ca phn ng này là 14,15 MeV. Xem khi lng ht nhân gn đúng bng s khi tính theo đn v u. ng nng ca
ht  là bao nhiêu?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s : 13,91 MeV.
Ví d 3:
226
88
Ra
là cht phóng x , vi chu kì bán rã T = 1570 nm. Phóng x trên ta ra nhit lng 5,96 MeV. Gi
s ban đu ht nhân Radi đng yên. Tính đng nng ca ht
và ht nhân con sau phn ng. Cho khi lng ht 
và ht nhân con tính theo đn v u bng s khi ca chúng.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s : K

= 5,855 MeV ; K
X
= 0,1055 MeV.
Ví d 4: Cho phn ng ht nhân
230
90
Th
226
88

Ra +
4
2
He + 4,91 MeV. Tính đng nng ca ht nhân Ra. Bit ht nhân
Th đng yên. Ly khi lng gn đúng ca các ht nhân tính bng đn v u có giá tr bng s khi ca chúng.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s : K
Ra
= 0,0853 MeV.
Ví d 5: Ht nhân
226
88
Ra
đng yên phân rã thành ht  và ht nhân X (không kèm theo tia ). Bit nng lng mà phn
ng ta ra là 3,6 MeV và khi lng ca các ht gn bng s khi ca chúng tính ra đn v u. Tính đng nng ca ht  và
ht nhân X.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s : K

= 3,536 MeV ; K
X
= 0,064 MeV.
Ví d 6: Ht nhân
226
88
Ra
đng yên phóng x  và bin đi thành ht nhân X, bit đng nngca ht  là K


= 4,8
MeV. Ly khi lng ht nhân tính bng u bng s khi ca chúng, nng lng ta ra trong phn ng trên bng
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
LUYN TP V PHN NG HT NHÂN
(TÀI LIU BÀI ẢINẢ)
Thy: ng Vit ảùng
ây đ thi đi kèm vi Bài ging luyn tp v phn ng ht nhân
thuc khóa hc Vt lí 12 ti website Hocmai.vn.  có th
nm vng ni dung kin thc Bài ging luyn tp v phn ng ht nhân, Bn cn kt hp xem tài liu bài ging cùng vi
bài ging này.

Bài ging Vt ệí ht nhân Giáo viên ng Vit ảùng
Website: www.hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit! Mobile: 0985074831
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s : 4,886 MeV.
Ví d 7: Ht nhân
238
U đng yên phân rã  và bin thành ht nhân Thori. ng nng ca ht  bay ra chim bao nhiêu
% nng lng phân rã? (Ly khi lng các ht nhân theo đn v u bng s khi)
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s : 98,3%
Ví d 8: Ht nhân
210
Po đng yên phân rã  và bin thành ht nhân chì (Pb). Tính vn tc ca ht anpha bit rng mi
ht nhân Po khi phân rã ta nng lng 2,6 MeV. Ly khi lng các ht bng s khi.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s : v = 1,545.10

6
m/s.
Ví d 9: (Trích đ thi Tuyn sinh i hc 2011)
Mt ht nhân X đng yên, phóng x  và bin thành ht nhân Y. Gi m
1
và m
2
, v
1
và v
2
, K
1
và K
2
tng ng là khi
lng, tc đ, đng nng ca ht  và ht nhân Y. H thc nào sau đây là đúng ?
A.
1 1 1
2 2 2
v m K
v m K
B.
2 2 2
1 1 1
v m K
v m K
C.
1 2 1
2 1 2

v m K
v m K
D.
1 2 2
2 1 1
v m K
v m K

…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
Ví d 10: Ht nhân phóng x Pôlôni
210
84
Po
đng yên phát ra tia  và sinh ra ht nhân con X. Gi K là đng nng, v là
vn tc, m là khi lng ca các ht. Biu thc nào là đúng?
A.
x
XX
Km
v
K v m
B.
xx
X
K
vm
K v m
C.
X X X

K v m
K v m
D.
x
XX
Kv
m
K v m

…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
DNG 2. BÀI TOÁN NG NNG, VN TC TRONG PHN NG HT NHÂN
Ví d 1: Cho phn ng ht nhân:
9 1 6
4 1 3
Be H X Li

a) Bit m
Be
= 9,01219u; m
P
= 1,00783u; m
Li
= 6,01513u; m
X
= 4,00260u. ây là phn ng to nng lng hay thu
nng lng? Ti sao?
b) Tính nng lng to ra hay thu vào ca phn ng. Cho 1u = 931,5 MeV/c
2
.

c) Cho bit proton có đng nng 5,45 MeV bn phá ht nhân Be đng yên, ht nhân Li bay ra vi đng nng 3,55
MeV. Tìm đng nng ca ht X bay ra.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
Ví d 2: Bn ht nhân  có đng nng 18 MeV vào ht nhân
14
7
N

đng yên ta có phn ng
17
14
8
7
N O p
.
Bit các ht nhân sinh ra cùng vn tc. Cho m

= 4,0015u; m
P
= 1,0072u; m
N
= 13,9992u; m
O
= 16,9947u; 1u =
931 MeV/c
2
. ng nng ca ht prôtôn sinh ra có giá tr là bao nhiêu?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s : K

= 3,26 MeV và K
O
= 13,66 MeV
Bài ging Vt ệí ht nhân Giáo viên ng Vit ảùng
Website: www.hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit! Mobile: 0985074831
Ví d 3: Dùng 1 prôton có đng nng Kp = 5,58 MeV bn phá ht nhân
11
Na đng yên sinh ra ht và X. Coi phn
ng không kèm theo bc x
. Phn ng trên thu hay ta nng lng. Tính nng lng đó. Bit đng nng ca ht  là
K
= 6,6 MeV. Tính đng nng ca ht nhân X.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
Ví d 4: Bn ht có đng nng 4 MeV vào ht nhân
14
N đng yên thì thu đc mt ht prôton và mt ht nhân
X.
a) Vit PTPU, nêu cu to ca ht nhân X và tính xem phn ng đó ta ra hay thu vào bao nhiêu nng lng.
b) Gi s hai ht sinh ra có cùng tc đ, tính đng nng và tc đ ca prôton.
Cho bit m

= 4,0015u; m
X
= 16,9947u; m
N
= 13,9992u; m
p
= 1,0073u; 1u = 931 MeV/c
2
; c = 3.10
8
m/s.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
Ví d 5: Ht  có đng nng K

= 7,7 MeV đn đp vào ht nhân
14
7
N
gay nên phn ng
14 1
71
N p X

a) Xác đnh s proton và s ntron ca X.
b) Phn ng này to ra hay thu bao nhiêu nng lng.
c) Bit vn tc ca proton bn ra có phng vuông góc vi vn tc ht . Tính đng nng và vn tc ca ht nhân X.
Cho m


= 4,0015u; m
X
= 16,9947u; m
N
= 13,9992u; m
P
= 1,0073u; 1u = 931 MeV/c
2
; 1eV = 1,6.10
–19
J.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
Ví d 6: Cho các ht  có đng nng K

= 4 MeV va chm vi các ht nhân
27
13
Al
. Sau phn ng có 2 loi ht đc
sinh ra là ht nhân X và ntron. Ht ntron sinh ra có phng vuông góc vi phng chuyn đng ca các ht nhân .
a) Vit phng trình phn ng ht nhân nói trên. Phn ng này là to hay thu nng lng? Tính lng nng lng đó.
b) Tính đng nng ca ht nhân X và đng nng ca ntron sinh ra sau phn ng. Cho bit khi lng các ht nhân
m

= 4,0015u; m

X
= 29,970u; m
Al
= 26,794u; m
n
= 1,0087u; 1u = 931,5 MeV/c
2
.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
Ví d 7: (Trích  thi i hc 2010)
Dùng mt prôtôn có đng nng 5,45 MeV bn vào ht nhân
9
4
Be
đang đng yên. Phn ng to ra ht nhân X và ht .
Ht  bay ra theo phng vuông góc vi phng ti ca prôtôn và có đng nng 4 MeV. Khi tính đng nng ca các
ht, ly khi lng các ht tính theo đn v khi lng nguyên t bng s khi ca chúng. Nng lng ta ra trong phn
ng này bng
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s: 2,125 MeV.
Bài ging Vt ệí ht nhân Giáo viên ng Vit ảùng
Website: www.hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit! Mobile: 0985074831
Ví d 8: (Trích  thi i hc 2010)
Bn mt prôtôn vào ht nhân

7
3
Li
đng yên. Phn ng to ra hai ht nhân X ging nhau bay ra vi cùng tc đ và
theo các phng hp vi phng ti ca prôtôn các góc bng nhau là 60
0
. Ly khi lng ca mi ht nhân tính theo
đn v u bng s khi ca nó. T s gia tc đ ca prôtôn và tc đ ca ht nhân X là bao nhiêu?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s:
p
X
v
4.
v

Ví d 9: Ngi ta dùng proton bn phá ht nhân
9
4
Be
đng yên. Phn ng cho ta ht  và ht nhân X.
a) Bit đng nng ca proton là K
p
= 5,45 MeV, ca ht  là 4 MeV, vn tc ca proton và vn tc ca  vuông góc
vi nhau. Tính vn tc và đng nng ca ht nhân X.
b) Tính nng lng to ra ca phn ng.
(coi khi lng ca mt ht nhân (đo bng đn v u) xp x bng s khi A ca nó và 1u = 1,66.10

–27
kg = 931,5
MeV/c
2
)
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
Ví d 10: Ngi ta dùng ht  bn phá ht nhân
9
4
Be
đng yên. Phn ng cho ta ht n và ht nhân X.
a) Phn ng trên là to nng lng hay thu nng lng? Tính nng lng đó?
b) Tính đng nng ca các ht sinh ra theo đng nng ca ht . Bit rng các ht sinh ra có cùng vn tc.
c) Tính đng nng ca ht  bit rng vn tc ht  và ht ntron vuông góc vi nhau.
Ly khi lng các ht nhân bng s khi (tính theo đn v u), và 1u = 931,5 MeV/c
2

…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
Ví d 11: Dùng ht proton bn phá ht nhân
23
11
Na
to ra ht nhân  và ht nhân X.

a) Tính nng lng to ra hay thu vào ca phn ng?
b) Nu ht proton có đng nng là K
p
= 3,5 MeV và ht nhân
23
11
Na
đng yên thì vn tc ca ht  và ht nhân X có
cùng đ ln. Hãy xác đnh đng nng ca ht X.
Cho bit m
Na
= 22,98373u; m
P
= 1,007276u; m

= 4,00156u; m
X
= 19,98695u; 1u = 931,5 MeV/c
2
.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
Ví d 12: Mt proton có đng nng K
p
= 1,46 MeV bn vào ht nhân
7
3

Li
đang đng yên. Hai ht X sinh ra ging
nhau và có cùng đng nng.
a) Phn ng thu hay to nng lng? Nng lng này bng bao nhiêu và có ph thuc vào K
P
hay không?
b) Gi s phn ng ht nhân trên tip din mt thi gian và lng khí to ra là 10 cm
3
 điu kin tiêu chun. Tính
nng lng đã to ra hay thu vào theo đn v kJ.
c) Tính đng nng ca mi ht X sinh ra. ng nng này có ph thuc vào K
p
hay không?
Bài ging Vt ệí ht nhân Giáo viên ng Vit ảùng
Website: www.hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit! Mobile: 0985074831
d) Tính góc hp bi các vect vn tc ca 2 ht X sau phn ng.
Cho bit: m
Li
= 7,0142u; m
P
= 1,0073u; m
X
= 4,0015u; 1u = 931,5MeV; N
A
= 6,023.10
23
; e = 1,6.10
–16
C.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s : K
X
= 9,3464 MeV; góc 168,5
0

Ví d 13: Dùng ht proton có đng nng K
p
= 5,58 MeV bn phá ht nhân
23
11
Na
to ra ht nhân  và ht nhân X
không kèm bc x gamma .
a) Tính nng lng to ra hay thu vào ca phn ng.
b) Bit đng nng ca ht  là K

= 6,6 MeV. Xác đnh đng nng ca ht X.
c) Tính góc hp bi phng chuyn đng ca ht  và ht proton.
Cho bit m
Na
= 22,9850u; m
P
= 1,0073u; m


= 4,0015u; m
X
= 19,9869u; 1u = 931,5 MeV/c
2
.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
Ví d 14: Mt proton có đng nng K
p
= 1 MeV bn phá ht nhân
7
3
Li
đang đng yên thì sinh ra phn ng to thành
hai ht X có bn cht ging nhau và không kèm theo bc x
.
a) Vit phng trình phn ng và cho bit phn ng này to hay thu bao nhiêu nng lng?
b) Tính đng nng ca mi ht X to ra.
c) Tính góc gia phng chuyn đng ca hai ht X, bit rng chúng bay ra đi xng vi nhau qua phng ti ca
proton.
Cho bit m
Li
= 7,0144u; m
P

= 1,0073u; m
X
= 4,0015u; 1u = 931 MeV/c
2
, cos85,27
0
= 0,0824.
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
Giáo viên : ng Vit Hùng
Ngun : Hocmai.vn