Giao trinh bai tap chương 8b hạt nhân cơ bản ( lý thuyết)

Câu 1

Trắc nghiệm
VL Hạt Nhân, Hạt Cơ Bản
Lê Quang Nguyên
www4.hcmut.edu.vn/~leqnguyen


Hai proton và hai neutron được kết hợp để cho
một hạt nhân Helium (2He4). Tìm nhiệt trao đổi
của phản ứng, cho biết
mp = 1,007 825 u, mn = 1,008 665 u,
mHe = 4,002 602 u, 1u = 931,5 MeV/c2
A.
B.
C.
D.

– 20,7 MeV
20,7 MeV
28,3 MeV
– 28,3 MeV

TL câu 1


Q =  ∑ mi ,truoc − ∑ m j ,sau  c 2
j
 i

Q = ( 2mp + 2mn − mHe ) c 2

Q = 28,3 MeV
TL: C

Câu 2
Tìm năng lượng liên kết riêng của 79Au197, cho
biết
mAu = 196,966 543 u, mp = 1,007 825 u,
mn = 1,008 665 u, 1u = 931,5 MeV/c2
A.
B.
C.
D.

7.3 MeV
7.7 MeV
7.9 MeV
8.3 MeV


TL câu 2
ε=

Wlk
A

Câu 3

Độ hụt khối

Wlk =  Zmp + ( A − Z ) mn − M  c 2

Lúc đầu một chất phóng xạ có độ phóng xạ là
1000 phân rã/s. Ba giờ sau đó độ phóng xạ giảm
xuống còn 125 phân rã/s. Chu kỳ bán rã của chất
này là:
A.
B.
C.
D.

ε = 7,9MeV
TL: C

TL câu 3

Câu 4

H ( t ) = H0 exp ( −λt )

T1/2 = t

ln2
ln ( H0 H )

T1 2 = 3600 s
TL: B

λ=

1/2 giờ
1 giờ
3 giờ
8 giờ

ln2
T1/2

Xét hai mẫu chất của hai đồng vị X và Y. Biết rằng
hai mẫu này có cùng số lượng nguyên tử, và đồng
vị X có chu kỳ bán rã lớn gấp đôi đồng vị Y, hãy so
sánh tốc độ phân rã của chúng:
A.
B.
C.
D.

X có tốc độ phân rã lớn hơn Y.
X có tốc độ phân rã nhỏ hơn Y.
X và Y có cùng tốc độ phân rã.
Độ phân rã phụ thuộc vào bậc số nguyên tử,
chứ không phụ thuộc vào chu kỳ bán rã.


TL câu 4
H =−

λ=

Tốc độ phân rã

dN
= λN (t )
dt

ln2
T1/2

H tỷ lệ nghịch với chu kỳ bán rã

Câu 5
Khoảng sau bao nhiêu chu kỳ bán rã thì độ phóng
xạ của một chất đồng vị phóng xạ giảm xuống còn
0,004 của độ phóng xạ ban đầu?
A.
B.
C.
D.

3
6
8
60

TL: B

TL câu 5
H ( t ) = H0 exp ( −λt )



t 
H ( t ) = H0 exp  − ln2


T
1/2 

ln ( H H0 )
t
=−
=8
T1/2
ln2

TL: C

Câu 6
Tritium 1T3 có chu kỳ bán rã 12,3 năm và tỏa ra
một nhiệt lượng 0,0186 MeV trên mỗi phân rã.
Tìm công suất tỏa nhiệt của 1 g Tritium, cho biết:
NA = 6,02 × 1023 mol−1, 1 năm = 3,16 × 107 s,
1 MeV = 1,6 × 10−13 J, mT = 3,016 05 u
A.
B.
C.
D.

1.1 W
9.6 W
3.2 W

0.33 W


TL câu 6
ln2
λ=
T1/2

Câu 7
Hạt nhân ban đầu và hạt nhân kết quả sẽ là đồng
vị của cùng một chất trong quá trình phân rã nào
sau đây?

m
N0 = N A
mmol

H0 = λ N0

P = (số phân rã/s) × (nhiệt/phân rã)

(

0,0186 × 106 × 1.6 ⋅ 10−19
P = 1,1W

)

A.
B.

C.
D.

Phân rã α nối tiếp bởi hai phân rã β−.
Hai phân rã gamma.
Phân rã β− nối tiếp bởi một phân rã α.
Phân rã β− nối tiếp bởi phát xạ một neutron.

TL: A

Trả lời câu 7
A
Z

α

X 
→

2β −

Y → A-4Z Z

A-4
Z-2

Câu 8
Một mẫu gỗ được thu thập từ một di tích khảo cổ.
Độ phóng xạ 6C14 của mẫu gỗ bằng 12,5% độ
phóng xạ của các chất hữu cơ ngày nay. Hãy xác

định tuổi của mẫu gỗ, biết rằng chu kỳ bán rã của
carbon là 5730 năm.

TL: A
A.
B.
C.
D.

4 460 năm
8 600 năm
13 150 năm
17 200 năm


TL câu 8

t 
H ( t ) = H0 exp  − ln2


T1/2 


ln ( H H0 )
t
=−
T1/2
ln2

t = 17200 n
TL: D

Câu 9
Trong một chuỗi phóng xạ hạt nhân phân rã α và
β− nhiều lần cho đến khi đạt đến một hạt nhân
bền. Đồng vị phóng xạ Ra226 thuộc về một trong
bốn chuỗi phóng xạ. Chuỗi phóng xạ đó bắt đầu
từ đồng vị phóng xạ nào sau đây:
A.
B.
C.
D.

U238
U235
Th232
Np237

TL câu 9
Chỉ có phân rã α mới làm thay đổi số
khối (giảm 4).
Do đó:
Atrước – Asau = bội số của 4
TL: A

Câu 10
Một nguyên tử O16 hấp thụ một proton, và sau đó
phát ra một deuteron. Hạt nhân con là hạt nhân
nào sau đây?

A.
B.
C.
D.

nitrogen-15
oxygen-17
oxygen-15
fluorine-15


TL câu 10

16
8

Câu 11

+p
−D
O 
→ 179Y 
→ 158 Z
15
8

O

TL: C

Hai hạt nhân đứng yên khác nhau cùng phát ra
hạt α, năng lượng tỏa ra trong mỗi phân rã là như
nhau. Thành phần nào sau đây có động năng lớn
nhất?
A.
B.
C.
D.

Hạt nhân con nhẹ hơn.
Hạt nhân con nặng hơn.
Hạt α từ hạt nhân nhẹ hơn.
Hạt α từ hạt nhân nặng hơn.

TL câu 11
K=

2

p
2m

0 = pα + pX ⇒ pα = pX
mα < mX

⇒ Kα > K X



m 

m 
Q = K α + K X = K α  1 + α  = K α′  1 + α 
mX 
mY 



mX > mY ⇒ K α > K α′
TL: D

Câu 12
Một hạt nhân 92U235 hấp thụ một neutron và phân
rã thành I139, Y95 và hai neutron. Tìm nhiệt tỏa ra
trong phân rã, cho biết:
mU = 235,0439u; mI = 138,9350u;
mY = 94,913 4u; mn = 1,00867u
A.
B.
C.
D.

123 MeV
174 MeV
199 MeV
218 MeV


TL câu 12

Câu 13

Khi uranium phân rã thành hai hạt nhân trung
bình, các hạt nhân kết quả thường có dư neutron
so với hạt nhân bền. Do đó chúng thường cho:

Mtruoc = mU + mn

M sau = mI + mY + 2mn
Q = ( Mtruoc − M sau ) c 2

A.
B.
C.
D.

Q = 174 MeV
TL: B

1
0

phân rã meson
phân rã β−
phân rã β+
phân rã proton

n → 11 p + −10e +ν e

TL: B

Câu 14

Ở trạng thái tự do, hạt nào sau đây kém bền nhất?
A.
B.
C.
D.

electron
photon
neutron
proton

Electron là một hạt cơ bản, photon là một boson
truyền: chúng không phân rã.
Neutron có khối lượng lớn hơn proton, nên dễ
phân rã hơn.
TL: C

Câu 15
Hạt nào sau đây được xem là hạt cơ bản?
A.
B.
C.
D.

neutron
meson
electron
tất cả các hạt trên.

TL: C

Câu 16

Câu 17

Lực tương tác yếu giữa một electron và một
quark được thực hiện bởi sự trao đổi các hạt:

Trong các hạt sau đây, hạt nào được khám phá
sau cùng?

A.
B.
C.
D.

photons.
gluons.
gravitons.
W+, W–, hay Z0 bosons.

TL: D

A.
B.
C.
D.

electron

neutrino
neutron
proton

TL: B

Câu 18
Pion (mπ = 140 MeV/c2) là hạt trao đổi trong
tương tác hạt nhân. Trong thời gian tồn tại cho
phép bởi hệ thức bất định Δt.ΔE ⪞ħ, pion có thể
di chuyển một khoảng cách tối đa là bao nhiêu?
ħ = 1.05 × 10−34 J⋅s, c = 3.00 × 108 m/s,
1 eV = 1.6 × 10−19 J
A.
B.
C.
D.

1.2 × 10−15 m
1.4 × 10−15 m
2.0 × 10−15 m
7.5 × 10−15 m

TL câu 18
∆E .∆t >ɶ ℏ
∆E = mπ c 2

r = 1,4 × 10−15 m
TL: B

∆t = r c


Câu 19

Câu 20

Electron-neutrino νe không có tính chất nào sau
đây?

Trong phân rã của muon thành một electron, một
neutrino và một phản neutrino, phản neutrino là
một ______________-phản neutrino:

A.
B.
C.
D.

Không có spin.
Không có điện tích.
Khối lượng gần bằng không.
Là một loại lepton.

A.
B.
C.
D.

electron

muon
tau
gluon

TL: A

TL câu 20

µ → e +ν +ν
Trước phản ứng Le = 0
Sau phản ứng electron có Le = 1,
phản neutrino, nếu thuộc loại e sẽ có Le = −1
Và như vậy Le sẽ bảo toàn

Câu 21
Trong các hạt sau đây hạt nào không phải là một
meson?
A.
B.
C.
D.

muon
pion
kaon
tất cả các hạt trên.

Vậy hạt còn lại là electron-phản neutrino
TL: A

TL: A


Câu 22
Neutron và proton có cùng:
A.
B.
C.
D.

Điện tích.
Chu kỳ bán rã.
Khối lượng.
Số baryon.

Câu 23
Nếu một photon tạo thành một cặp electronpositron và một hạt khác. Hạt còn lại có thể là:
A.
B.
C.
D.

muon.
phản neutrino.
neutrino.
photon.

Để bảo toàn điện tích hạt còn lại phải trung hòa.

TL: D

Để bảo toàn số lepton hạt còn lại không thể là lepton.
TL: D

Câu 24
Đại lượng nào sau đây không bảo toàn?
A.
B.
C.
D.

số lepton
số baryon
số meson
năng lượng

Meson có thể xuất hiện riêng lẻ trong một phản ứng.
Do đó số meson không bảo toàn.
TL: C

Câu 25
Các hạt Σ+, Σ− và Σ0 đều có số lạ bằng −1. Phản
ứng va chạm giữa một proton và một neutron để
tạo ra một Σ0 và một phản Σ− không thể xảy ra vì
nó không bảo toàn:
A.
B.
C.
D.

số lạ.
điện tích.
số baryon.
tất cả các đại lượng trên.

Btrước = 2
TL: C

Bsau = 0


TL câu 25 – 2

TL câu 25 – 1

p + n → Σ0 + Σ −

S=0

q
S
B

S=−1

p
1
0
1

n
0
0
1

Btrước = 2
Quark lạ có S = − 1

Anti-Σ−
1
1
−1

Bsau = 0

TL: C

Câu 26
Các hạt Σ+, Σ− và Σ0 đều có số lạ bằng −1. Va chạm
giữa một phản proton và một neutron có thể tạo
ra hạt nào sau đây?

Σ0
0
−1
1

TL câu 26
Kết quả phải là một cặp hạt và phản hạt để
tổng số lạ hay tổng số baryon bằng 0: A sai

Tổng điện tích phải bằng − 1: B và D sai

A.
B.
C.
D.

Σ– and Σ0
Σ+ và phản Σ0
phản Σ+ và Σ0
phản Σ– và Σ0

TL: C

p + n → Σ + + Σ0