Tuyển tập chuyên đề hạt nhân nguyên tử có đáp án

- T: 01689.996.187

37

Din ủn: -

PHểNG X T NHIấN

H v tờn hc sinh :.Trng:THPT..

I. KIN THC CHUNG.
* Hin tng phúng x
Phúng x l hin tng mt ht nhõn khụng bn vng t phỏt phõn ró, phỏt ra cỏc tia phúng
x v bin ủi thnh ht nhõn khỏc.
Quỏ trỡnh phõn ró phúng x ch do cỏc nguyờn nhõn bờn trong gõy ra v hon ton khụng
ph thuc vo cỏc tỏc ủng bờn ngoi nh nhit ủ, ỏp sut,
Ngi ta quy c gi ht nhõn phúng x l ht nhõn m v ht nhõn phõn ró l ht nhõn
con.
* Cỏc tia phúng x :
a. Tia : 24 laứ haùt 24 He .
* Nhng tớnh cht ca tia :
+ B lch trong ủin trng, t trng.
+ Phúng ra t ht nhõn phúng x vi tc ủ khong 2.107m/s.
+ Cú kh nng iụn hoỏ mnh cỏc nguyờn t trờn ủng ủi, mt nng lng nhanh, do ủú
nú ch ủi ủc
ti ủa l 8cm trong khụng khớ , kh nng ủõm xuyờn yu, khụng xuyờn qua ủc tm bỡa
dy c 1mm.
0 + laứ pozitron ( 10 e) : p n + e + +
,
b. Tia : coự hai loaùi 10
%

0
1 laứ electron ( 1 e) : n p + e +

* Nhng tớnh cht ca tia :
+ B lch trong ủin trng, t trng nhiu hn tia .
+ Phúng ra t ht nhõn vi tc ủ gn bng tc ủ ỏnh sang.
+ Cú kh nng iụn hoỏ mụi trng, nhng yu hn tia , tia cú kh nng ủi quóng
ủng di hn trong khụng khớ ( c vi m ) vỡ vy kh nng ủõm xuyờn ca tia mnh hn
tia , nú cú th xuyờn qua tm nhụm dy vi mm.
* Lu ý : Trong phúng x cú s gii phúng cỏc ht ntrino v phn ntrino.
c. Tia :
* Bn cht l súng ủin t cú bc súng cc ngn < 1011 m , cng l ht photon cú nng
lng cao.
* Nhng tớnh cht ca tia :
+ Khụng b lch trong ủin trng, t trng.
+ Phúng ra vi tc ủ bng tc ủ ỏnh sỏng.
+ Cú kh nng iụn hoỏ mụi trng v kh nng ủõm xuyờn cc mnh.
* nh lut phúng x :
Trong quỏ trỡnh phõn ró, s ht nhõn phúng x gim theo thi gian theo ủnh lut hm m
vi s m õm.
Cỏc cụng thc biu th ủnh lut phúng x:
t

t

N(t) = No 2 T = No e-t v m(t) = mo 2 T = mo e-t.
1
BI DNG KIN THC ễN, LUYN THI I HC VT Lí

HT NHN NGUYấN T - s 37

- ðT: 01689.996.187

Với λ =

Diễn ñàn: -

ln 2 0,693
=
gọi là hằng số phóng xạ; T gọi là chu kì bán rã: sau khoảng thời gian T
T
T

số lượng hạt nhân chất phóng xạ còn lại 50% (50% số lượng hạt nhân bị phân rã).
* ðộ phóng xạ :
ðộ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ tại thời ñiểm t bằng tích của hằng số phóng xạ
và số lượng hạt nhân phóng xạ chứa trong lượng chất phóng xạ vào thời ñiểm ñó.
-λt

-λt

−t
T

H = λN = λNo e = Ho e = Ho 2
ðộ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ giảm theo thời gian theo cùng quy luật hàm mũ
giống như số hạt nhân (số nguyên tử) của nó.
ðơn vị ñộ phóng xạ là beccơren (Bq): 1Bq = 1phân rã/giây. Trong thực tế người ta còn
dùng một ñơn vị khác là curi (Ci): 1Ci = 3,7.1010 Bq; xấp xĩ bằng ñộ phóng xạ của một gam

rañi.
* ðồng vị phóng xạ
Ngoài các ñồng vị phóng xạ có sẵn trong thiên nhiên, gọi là ñồng vị phóng xạ tự nhiên,
người ta cũng chế tạo ñược nhiều ñồng vị phóng xạ, gọi là ñồng vị phóng xạ nhân tạo. Các
ñồng vị phóng xạ nhân tạo thường thấy thuộc loại phân rã β và γ. Các ñồng vị phóng xạ của
một nguyên tố hóa học có cùng tính chất hóa học như ñồng vị bền của nguyên tố ñó.
Ứng dụng: ðồng vị 2760 Co phóng xạ tia γ dùng ñể soi khuyết tật chi tiết máy, diệt khuẫn
ñể bảo vệ nông sản, chữa ung thư. Các ñồng vị phóng xạ A+Z1 X ñược gọi là nguyên tử ñánh
dấy, cho phép ta khảo sát sự tồn tại, sự phân bố, sự vận chuyển của nguyên tố X. Phương
pháp nguyên tử ñáng dấu có nhiều ứng dụng quan trọng trong sinh học, hóa học, y học, ... .
ðồng vị cacbon 146 C phóng xạ tia β- có chu kỳ bán rã 5730 năm ñược dùng ñể ñịnh tuổi các
vật cổ.
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP:
DẠNG 1: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH PHÓNG XẠ, NÊU CẤU TẠO HẠT TẠO THÀNH.
Phương pháp:
*Quy tắc dịch chuyển của sự phóng xạ
+ Phóng xạ α ( 24 He ): ZA X → 24 He + ZA−−42Y
So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 2 ô trong bảng tuần hoàn và có số khối giảm 4 ñơn
vị.
+ Phóng xạ β- ( −01e ): ZA X → −10 e + Z +A1Y
+ So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con tiến 1 ô trong bảng tuần hoàn và có cùng số khối.
+ Thực chất của phóng xạ β- là một hạt nơtrôn biến thành 1 hạt prôtôn, 1 hạt electrôn và
một hạt nơtrinô: n → p + e− + v
Lưu ý: - Bản chất (thực chất) của tia phóng xạ β- là hạt electrôn (e-)
- Hạt nơtrinô (v) không mang ñiện, không khối lượng (hoặc rất nhỏ) chuyển ñộng
với vận tốc của ánh sáng và hầu như không tương tác với vật chất.
+ Phóng xạ β+ ( +01e ): ZA X → +10 e + Z −A1Y
So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 1 ô trong bảng tuần hoàn và có cùng số khối.
+ Thực chất của phóng xạ β+ là 1 hạt prôtôn biến thành 1 hạt nơtrôn, 1 hạt pôzitrôn và 1
hạt nơtrinô: p → n + e+ + v

Lưu ý: Bản chất (thực chất) của tia phóng xạ β+ là hạt pôzitrôn (e+)
+ Phóng xạ γ (hạt phôtôn)
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 37

2


- ðT: 01689.996.187

Diễn đàn: -

Hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích có mức năng lượng E1 chuyển xuống mức
năng lượng E2 đồng thời phóng ra một phơtơn có năng lượng : ε = hf =

hc
= E1 − E2
λ

* Lưu ý: Trong phóng xạ γ khơng có sự biến đổi hạt nhân ⇒ phóng xạ γ thường đi kèm theo
pxạ α và β.
α
β
β
VD1: Hạt nhân urani 23892 U phân rã theo chuỗi phóng xạ 23892 U 
→ Th 
→ Pa 
→ ZA X.
Nêu cấu tạo và tên gọi của các hạt nhân X.

Hướng dẫn
Ta có: A = 238 – 4 = 234; Z = 92 + 2– 1 – 1 = 92. Vậy hạt nhân 23492 U là đồng vị của hạt nhân
urani có cấu tạo gồm 234 nuclơn, trong đó có 92 prơtơn và 142 nơtron.
DẠNG 2: TÍNH LƯỢNG CHẤT PHĨNG XẠ CỊN LẠI, ðà PHÂN RÃ, CHẤT MỚI
TẠO THÀNH, TỈ SỐ PHẦN TRĂM GIỮA CHÚNG .
PHƯƠNG PHÁP:
−

−

N0

− λt
 N = t = N0 e
ln2

2T
; với λ =
: hằng số phân rã
*. ðịnh luật phóng xạ: 
m
T
(
s
)
λ
−
t
0
m =

= m0 e
t

T

2
−

t

* Số ngun tử chất phóng xạ còn lại sau thời gian t: N = N 0 .2 T = N 0 .e−λt
* Số hạt ngun tử bị phân rã bằng số hạt nhân con được tạo thành và bằng số hạt (α hoặc ehoặc e+) được tạo thành: ∆N = N 0 − N = N 0 (1− e−λt )
−

t
T

= m0 .e−λt
* Khối lượng chất phóng xạ còn lại sau thời gian t :
Trong đó: N0, m0 là số ngun tử, khối lượng chất phóng xạ ban đầu
T là chu kỳ bán rã

m = m0 .2

λ=

ln 2 0, 693
=
là hằng số phóng xạ λ và T khơng phụ thuộc vào các tác động bên
T

T

ngồi mà chỉ phụ thuộc bản chất bên trong của chất phóng xạ.
* Khối lượng chất đã bị phóng xạ sau thời gian t : ∆m = m0 − m = m0 (1− e−λt )
* Phần trăm chất phóng xạ bị phân rã:
* Phần trăm chất phóng xạ còn lại:

∆m
= 1− e−λt
m0

t
−
m
= 2 T = e−λt
m0

* Khối lượng chất mới được tạo thành sau thời gian t :
•

mc =

AN
A
∆N
Ac = c 0 (1− e−λt ) = c m0 (1− e−λt )
NA
NA
Am

Trong đó: Am, Ac là số khối của chất phóng xạ ban đầu (mẹ) và của chất mới được tạo thành
(con)
NA = 6,022.10-23 mol-1 là số Avơgrơ.
Lưu ý: Trường hợp phóng xạ β+, β- thì Ac = Am ⇒ mc = ∆m
* Mối liên hệ khối lượng và số hạt

n =

m
N
A

A

3
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ƠN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUN TỬ - ðề số 37


- ðT: 01689.996.187

Diễn ñàn: -

VD1: Random ( 222
86 Rn ) là chất phóng xạ có chu kì bán rã là 3,8 ngày. Một mẫu Rn có khối
lượng 2mg sau 19 ngày còn bao nhiêu nguyên tử chưa phân rã
A: 1,69 .1017

B: 1,69.1020 C: 0,847.1017

D: 0,847.1018

Chọn A
.Hướng dẫn:
Số nguyên tử còn lại N = N 0 .2

−

t
T

m .N .2
= 0 A
M Rn

−

t
T

≈1,69.1017 hạt

VD2: :Radian C có chu kì bán rã là 20 phút. Một mẫu Radian C có khối lượng là 2g. Sau 1h40phút, lượng
chất ñã phân rã có giá trị nào?
A: 1,9375 g

B: 0,0625g

C: 1,25 g

D: một ñáp án khác

Chọn A:

Hướng dẫn :
Lượng chất ñã phân rã ∆m = m0 .(1 −

t
−
2 T

)

=1,9375 g

206
210
VD3. Pôlôni 210
84 Po là chất phóng xạ α tạo thành hạt nhân 82 Pb .Chu kì bán rã của 84 Po là 140 ngày. Sau
thời gian t=420 ngày( kể từ thời ñiểm bắt ñầu khảo sát) người ta thu ñược 10,3 g chì.Tính khối lượng Po tại
t=0

A: 12g

B: 13g

D: Một kết quả khácChọn A

C: 14g

Hướng dẫn

1)Khối lượng Pb tạo thành sau t=420 ngày bằngkhối lượng Po phân rã:

⇒ m = m0 .(1 − e − λ.t ) ⇒ m0≈12 g
23
VD4: Tính số nơtron có trong 119gam urani 238
92 U cho NA=6,023.10 /mol, khối lượng mol của urani
238
92 U bằng 238g/mol
A. 2,77.1025
B. 1,2.1025 C.8,8.1025 D.4,4.1025
Chọn D.

Hướng dẫn : Số hạt U268: n =

m
119
NA =
N A suy ra N = ( A − z ).n
A
238

= 4,4.1025 hạt

DẠNG 3: TÌM ðỘ PHÓNG XẠ H, THỂ TÍCH DUNG DỊCH CHỨA CHẤT PHÓNG
XẠ
PHƯƠNG PHÁP
H0
ln2


− λt
 H = t = H0 e ; vôùi λ = T (s) : haèng soá phaân raõ
*Công thức ñộ phóng xạ: 
2T

10
 H0 = λ N0 ; H = λ N (Bq); 1Ci = 3,7.10 Bq
−

t
T

H0 = λN0 là ñộ phóng xạ ban ñầu. H = H 0 .2 = H 0 .e−λt = λ N
ðơn vị: Becơren (Bq); 1Bq = 1 phân rã/giây
Curi (Ci);
1 Ci = 3,7.1010 Bq
Lưu ý: Khi tính ñộ phóng xạ H, H0 (Bq) thì thời gian t, chu kỳ phóng xạ T phải ñổi ra ñơn
vị giây(s).
4
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 37


- ðT: 01689.996.187

Diễn ñàn: -

* Thể tích của dung dịch chứa chất phóng xạ: V0 =

H0
t

V , Trong ñó:

2 TH

V laø theå tích dung dòch chöùa H

VD: Khối lượng ban ñầu của ñồng vị phóng xạ natri 2311 Na là 0,23mg, chu kì bán rã của natri
là T = 62s. ðộ phóng xạ ban ñầu bằng
A. 6,7.1014Bq.
B. 6,7.1015Bq.
C. 6,7.1016Bq.
D. 6,7.1017Bq.
Giải
Ta có H0 = λN0 =

0, 693.0, 23.10−3
16
.6, 02.103 =6,7.10 Bq => ñáp án C
62.23

DẠNG 4: TÍNH CHU KỲ T, HẰNG SỐ PHÓNG XẠ λ .
VD1.

Hằng số phóng xạ của Rubidi là 0,00077 s-1, chu kì bán rã cua Rubidi là

A: 15 phút

B: 150 phút

Chọn A:

λ=

C: 90 phút

D: 1 ñáp án khác

Hướng dẫn :

ln 2
= 0,00077 ⇒ T≈900(s)=15 phút
T

VD2: Nhờ một máy ñếm xung người ta có ñược thông tin sau về 1 chất phóng xạ X. Ban ñầu, trong thời
gian 2 phút có 3200 nguyên tử của chất X phóng xạ, nhưng 4h sau ( kể từ thời ñiểm ban ñầu) thì trong 2 phút
chỉ có 200 nguyên tử phóng xạ. Tìm chu kì bán rã của chất phóng xạ này.
A: 1h

B: 2h

C: 3h

D: một kết quả khác

Chọn A
Hướng dẫn

Gọi N0 là số hạt ban ñầu ⇒ Số hạt nhân phóng xạ trong thời gian ∆ t=2 phút là
∆ N= N0.(1- e − λ.∆t ) =3200

(1)

Số hạt nhân còn lại sau 4h là N1 = N0. e − λ.t

(2)

⇒ Sau thời gian 4h số hạt nhân phóng xạ trong thời gian ∆ t= 2 phút là:
∆ N1= N1. ( 1- e − λ.∆t )= 200
Từ (1)(2)(3) ta có

(3)

N0
3200
= e λ.t =
= 16 ⇒ T = 1(h)
N1
200

24
24
VD3: Một mẫu 11
Na tại t=0 có khối lượng 48g. Sau thời gian t=30 giờ, mẫu 11
Na còn lại 12g. Biết
24
24
là chất phóng xạ β tạo thành hạt nhân con là 12 Mg .Chu kì bán rã của 11 Na là

A: 15h

B: 15ngày

C: 15phút

24
11

Na

D: 15giây

Chọn A.
Hướng dẫn:áp dụng : m=m0.2-k ( k=

t
) ⇒ 2-k= 0,25 ⇒ T= 15h
T

VD4: Ban ñầu (t = 0) có một mẫu chất phóng xạ X nguyên chất. Ở thời ñiểm t1 mẫu chất
phóng xạ X còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã. ðến thời ñiểm t2 = t1 + 100 (s) số hạt
nhân X chưa bị phân rã chỉ còn 5% so với số hạt nhân ban ñầu. Tính chu kì bán rã của chất5
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 37


- ðT: 01689.996.187

Diễn đàn: -

phóng xạ đó.
Giải

Ta có: N = N0 2

−

t
T

2

−

t
T

t

=

t

−1
− 2
N
N

N
. Theo bài ra: 2 T = 1 = 20% = 0,2 (1); 2 T = 2 = 5% = 0,05
N0
N0
N0

(2).
Từ (1) và (2) suy ra:

2
2

−

t1
T

=2

t
− 2
T

t 2 −t1
T

=

t 2 − t1
=2

T

0,2
= 4 = 22
0,05

T=

t 2 − t1 t1 + 100 − t1
=
= 50 s.
2
2

VD5: Một chất phóng xạ có chu kỳ bán ra T = 10s. Lúc đầu có độ phóng xạ H0
= 2.107Bq
1.Tính hằng số phóng xạ λ
2.Số nguyên tử lúc ban đầu.
3.Số nguyên tử còn lại và độ phóng xạ sau 30s
Hướng dẫn giải
1. Tính hằng số phóng xạ λ
Ta có
λ=

0, 693
= 0, 0693s −1
T

2. Tính N0: ta có
N0 =

H0

λ

= 2, 9.108

3. Tính N: Ta có
N = N0e

Độ phóng xạ sau 30s

H = H 0e

−

0,693
t
T

−

0,693
t
t

= 0, 36.108

= 2,5.106 Bq

DẠNG 5: TÌM THỜI GIAN PHÂN RÃ t , TUỔI CỔ VẬT
VD1: Hạt nhân 146 C là chất phóng xạ β- có chu kì bán rã là 5730 năm. Sau bao lâu lượng chất
phóng xạ của một mẫu chỉ còn bằng

1
lượng chất phóng xạ ban đầu của mẫu đó.
8

Giải
Ta có: N = N0 2

t
−
T

N
=2
N0

t
−
T

ln

N
t
= - ln2
N0
T

N
N0
= 17190 năm.
− ln 2

T . ln

t=

206
VD2: Chất phóng xạ 210
84 Po phát ra tia α và biến đổi thành 82 Pb . Chu kỳ bán rã của Po là 138 ngày. Ban
đầu có 100g Po thì sau bao lâu lượng Po chỉ còn 1g?
A. 916,85 ngày
B. 834,45 ngày
C. 653,28 ngày
D. 548,69 ngày
Chọn A
Hướng dẫn.

−λt

Hướng dẫn: m = m0e

=

m0
t
T

=> 2x = mo/m =100 => t=916,85 ngày

6

2

BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ƠN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUN TỬ - ðề số 37


- ðT: 01689.996.187

Diễn đàn: -

VD 3: Biết đồng vị phóng xạ 146 C 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. Tính tuổi của mẫu gỗ cổ.
Giải
−

t

Ta có: H = H0. 2 T =

H0

2

t
T

t

2T =

H0
= 8 = 23
H

t
=3
T

t = 3T = 17190 (năm).

VD4:
Chu kỳ bán rã của U238 là 4,5.109 năm
1.Tính số nguyên tử bò phân rã trong 1 năm trong 1g U238
2.Hiện nay trong quăng urani thiên nhiên có lẫn U238 và U235 theo tỉ lệ
nguyên tử là 140:1 giả thiết ở thời điểm tạo thành trái đất tỉ lệ trên là 1:1
hãy tính tuổi của trái đất. Biết chu kỳ bán rã của U235 là 7,13.108 nămVới
x

1 ⇒ e− x ≈ 1 − x

Hướng dẫn giải:
1. Tính sô nguyên tử bò phân rã trong một năm: Ta có
N0 =

m0
.N A
M

Số nguyên tử U bò phân rã:
∆N = N 0 − N = N 0 (1 − e − λt ) ≈ N 0 λt = 3,89.1011

2. Tính tuổi của trái đất:
Gọi N1 ; N2 là số nguyên tử U238 và U 235 lúc đang xét hiện nay ta có:
− λ1t

N1 e
= − λ2t = e( λ2 −λ1 ) t
N2 e

VD5:

131
53

N 
ln  1 
N
10
⇒ t =  2  =6.10 năm
λ2 − λ1

I là chất phóng xạ có chu kỳ

bán rã T = 8 ngày đêm. Ban đầu một

lượng chất phóng xạ kể trên có độ phóng xạ H0 = 2.1017 Bq
1.Tính số hạt nhân nguyên tử ban đầu của chất phóng xạ
2.Sau thời gian t độ phòng xạ giảm đi 32 lần. Tính t và số hạt nhân con sinh
ra.
Hướng dẫn giải:
1. Tính số hạt nhân nguyên tử lúc ban đầu:
Ta có
H 0 = λ .N 0 ⇒ N 0 =

H0

λ

=

H 0T
≈ 1,99.10 23
0, 693

Thời gian và số hạt nhân con sinh ra: N =

N0
t
T

t

⇒ 2T =

N0
= 25 ⇒ t = 5T = 40 ngay dem
N

2
N0
31.N 0
N=
⇒ ∆N = N 0 − N =
= 1,93.1023
32
32

VD6. Một nguồn phóng xạ nhân tạo vừa được tạo thành có chu kì bán rã là T=2h, có độ phóng xạ lớn hơn
mức cho phép là 64 lần. Thời gian tối thiểu để ta có thể làm việc an tồn với nguồn phóng xạ này là
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ƠN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUN TỬ - ðề số 37

7


- ðT: 01689.996.187

A: 12h

B: 24h

Diễn ñàn: -

C: 36h

D: 6h

Chọn A
Hướng dẫn
Gọi H là ñộ phóng xạ an toàn cho con người .Tại t=0, H0= 64H
Sau thời gian ∆ t ñộ phóng xạ ở mức an toàn,khi ñó H1=H= H 0 .2

−

∆t
T

; Thu ñược ∆ t= 12 h

DẠNG 6: TÍNH HIỆU ðIỆN THẾ BẢN TỤ KHI CHIẾU TIA PHÓNG XẠ.
PHƯƠNG PHÁP:
- Tính số hạt ñiện tích bức xạ trong t (s) = số hạt nhân mẹ ñã phân rã.
=> ∆N = N 0 − N = N 0 (1− e−λt )
=> ñiện tích ∆q = ∆N .dien.tich.mot.hat
=> tính hiệu ñiện thế U=

∆q
với c là ñiện dung của tụ
c

VD1:

III. ðỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP.
“ðường tuy gần không ñi, chẳng ñến, việc tuy nhỏ không làm chẳng xong!”
Câu 1: Chất Rañon ( 222 Rn ) phân rã thành Pôlôni ( 218 Po ) với chu kì bán rã là 3,8 ngày. Mỗi
khối lượng 20g chất phóng xạ này sau 7,6 ngày sẽ còn lại
A. 10g.
B. 5g.
C. 2,5g.
D. 0,5g.
14
Câu 2: Chất phóng xạ 6 C có chu kì bán rã 5570 năm. Khối lượng 146 C có ñộ phóng xạ 5,0Ci
bằng
A. 1,09g.
B. 1,09mg.
C. 10,9g.
D. 10,9mg.
90
Câu 3: Thời gian bán rã của 38 Sr là T = 20 năm. Sau 80 năm, số phần trăm hạt nhân còn lại
chưa phân rã bằng
A. 6,25%.
B. 12,5%.
C. 25%.
D. 50%.
60
Câu 4: ðộ phóng xạ của 3mg 27 Co là 3,41Ci. Chu kì bán rã T của 2760 Co là
A. 32 năm.
B. 15,6 năm.
C. 8,4 năm.
D. 5,24 năm.
Câu 5: Một lượng chất phóng xạ sau 42 năm thì còn lại 1/8 khối lượng ban ñầu của nó. Chu
kì bán rã của chất phóng xạ ñó là

A. 5,25 năm.
B. 14 năm.
C. 21 năm.
D. 126 năm.
Câu 6: Một mẫu chất phóng xạ rañôn(Rn222) có khối lượng ban ñầu là m0 = 1mg. Sau 15,2
ngày, ñộ phóng xạ của mẫu giảm 93,75%. Chu kì bán rã của rañôn nhận giá trị nào sau ñây ?
B. 3,8 ngày.
C. 1 ngày.
D. 7,2 ngày.
A. 25 ngày.
−
Câu 7: ðộ phóng xạ β của một tượng gỗ bằng 0,8 lần ñộ phóng xạ của một khúc gỗ cùng
khối lượng vừa mới chặt. Biết chu kì bán rã của C14 bằng 5600năm. Tuổi của tượng gỗ là
A. 1200năm.
B. 2000năm.
C. 2500năm.
D. 1803năm.
8
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 37


- ðT: 01689.996.187

Diễn ñàn: -

Câu 8: Khi phân tích một mẫu gỗ, người ta xác ñịnh ñược rằng 87,5% số nguyên tử ñồng vị
phóng xạ 146 C ñã bị phân rã thành các nguyên tử 147 N . Biết chu kì bán rã của 146 C là T = 5570
năm. Tuổi của mẫu gỗ này là

A. 16714 năm.
B. 17000 năm.
C. 16100 năm.
D. 16714 ngày.
210
Câu 9: Pôlôni( 84 Po ) là chất phóng xạ, phát ra hạt α và biến thành hạt nhân Chì (Pb). Po có
chu kì bán rã là 138 ngày. Ban ñầu có 1kg chất phóng xạ trên. Hỏi sau bao lâu lượng chất trên
bị phân rã 968,75g?
A. 690 ngày.
B. 414 ngày.
C. 690 giờ.
D. 212 ngày.
14
Câu 10: Áp dụng phương pháp dùng ñồng vị phóng xạ 6 C ñề ñịnh tuổi của các cổ vật. Kết
quả ño cho thấy ñộ phóng xạ của một tượng cổ bằng gỗ khối lượng m là 4Bq. Trong khi ñó
ñộ phóng xạ của một mẫu gỗ khối lượng 2m của một cây vừa mới ñược chặt là 10Bq. Lấy T
= 5570 năm. Tuổi của tượng cổ này là
A. 1794 năm.
B. 1794 ngày.
C. 1700 năm.
D. 1974 năm.
14
Câu 11: Một mảnh gỗ cổ có ñộ phóng xạ của 6 C là 3phân rã/phút. Một lượng gỗ tương
ñương cho thấy tốc ñộ ñếm xung là 14xung/phút. Biết rằng chu kì bán rã của 146 C là T =
5570năm. Tuổi của mảnh gỗ là
A. 12400 năm.
B. 12400 ngày.
C. 14200 năm.
D. 13500 năm.
Câu 12: Tia phóng xạ ñâm xuyên yếu nhất là

A. tia α .
B. tia β .
C. tia γ .
D. tia X.
Câu 13: Gọi m0 là khối lượng chất phóng xạ ở thời ñiểm ban ñầu t = 0, m là khối lượng chất
phóng xạ ở thời ñiểm t, chọn biểu thức ñúng:
A. m = m0e- λt .

B. m0 = 2me λt .

C. m = m0e λt .

D. m =

1
m0e- λt .
2

Câu 14: Chọn phát biểu ñúng khi nói về ñịnh luật phóng xạ:
A. Sau mỗi chu kì bán rã, một nửa lượng chất phóng xạ ñã bị biến ñổi thành chất khác.
B. Sau mỗi chu kì bán rã, só hạt phóng xạ giảm ñi một nửa.
C. Sau mỗi chu kì bán rã, khối lượng chất phóng xạ giảm ñi chỉ còn một nửa.
D. Cả A, B, C ñều ñúng.
Câu 15: Phát biểu nào sau ñây là không ñúng ?
A. Hạt β + và hạt β − có khối lượng bằng nhau.
B. Hạt β + và hạt β − ñược phóng ra từ cùng một ñồng vị phóng xạ.
C. Khi ñi qua ñiện trường giữa hai bản tụ hạt β + và hạt β − bị lệch về hai phía khác
nhau.
D. Hạt β + và hạt β − ñược phóng ra có tốc ñộ bằng nhau(gần bằng tốc ñộ ánh sáng).
Câu 16: Phát biểu nào sau ñây ñúng ?

A. Lực gây ra phóng xạ hạt nhân là lực tương tác ñiện(lực Culông).
B. Quá trình phóng xạ hạt nhân phụ thuộc vào ñiều kiện bên ngoài như áp suất, nhiệt ñộ,…
C. Trong phóng xạ hạt nhân khối lượng ñược bảo toàn.
D. Phóng xạ hạt nhân là một dạng phản ứng hạt nhân toả năng lượng.
Câu 17: Có hai mẫu chất phóng xạ X và Y như nhau(cùng một vật liệu và cùng khối lượng)
có cùng chu kì bán rã là T. Tại thời ñiểm quan sát, hai mẫu lần lượt có ñộ phóng xạ là HX và
HY. Nếu X có tuổi lớn hơn Y thì hiệu tuổi của chúng là
T. ln(H X / H Y )
T. ln(H Y / H X )
1
1
. B.
. C. . ln(H X / H Y ) . D. . ln(H Y / H X ) .
ln 2
ln 2
T
T
Câu 18: Thời gian τ ñể số hạt nhân một mẫu ñồng vị phóng xạ giảm e lần gọi là tuổi sống

A.

9

BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 37


- ðT: 01689.996.187

Diễn ñàn: -

trung bình của mẫu ñó( e là cơ số tự nhiên). Sự liên hệ giữa τ và λ thoả mãn hệ thức nào sau
ñây:
A. λ = τ .
B. τ =
λ /2.
C. τ = 1/ λ .
D. τ = 2 λ .
200
168
Câu 19: Số hạt α và β ñược phát ra trong phân rã phóng xạ 90 X ? 80 Y là
A. 6 và 8.
B. 8 và 8.
C. 6 và 6.
D. 8 và 6.
Câu 20: Tại thời ñiểm t1 ñộ phóng xạ của một mẫu chất là x, và ở thời ñiểm t2 là y. Nếu chu
kì bán rã của mẫu là T thì số hạt nhân phân rã trong khoảng thời gian t2 – t1 là
C. (x-y)T/ln2.
D. xt1 – yt2.
A. x – y.
B. (x-y)ln2/T.
Câu 21: Radium C có chu kì phóng xạ là 20 phút. Một mẫu Radium C có khối lượng là 2g.
Sau 1giờ 40 phút, lượng chất ñã phân rã nhận giá trị nào sau ñây ?
A. 0,0625g.
B. 1,9375g.
C. 1,250g.
D. 1,9375kg.
Câu 22: Sau 1 năm, lượng ban ñầu của một mẫu ñồng vị phóng xạ giảm ñi 3 lần. Sau 2 năm,
khối lượng của mẫu ñồng vị phóng xạ giảm ñi bao nhiêu lần ?

A. 9 lần.
B. 6 lần.
C. 12 lần.
D. 4,5 lần.
Câu 23: Sau 2 giờ, ñộ phóng xạ của một khối chất giảm 4 lần, chu kì của chất phóng xạ ñó
nhận giá trị nào sau ñây ?
A. 2 giờ.
B. 1,5 giờ.
C. 3 giờ.
D. 1 giờ.
Câu 24: Chu kì bán rã của chất phóng xạ là 2,5 năm. Sau 1 năm tỉ số giữa số hạt nhân còn lại
và số hạt nhân ban ñầu là
A. 0,4.
B. 0,242.
C. 0,758.
D. 0,082.
16
Câu 25: Một ñồng vị phóng xạ A lúc ñầu có N0 = 2,86.10 hạt nhân. Trong giờ ñầu phát ra
2,29.1015 tia phóng xạ. Chu kỳ bán rã của ñồng vị A là
A. 8 giờ.
B. 8 giờ 30 phút. C. 8 giờ 15 phút. D. 8 giờ 18 phút.
60
Câu 26: Côban( 27 Co ) có chu kì phóng xạ là 16/3 năm và biến thành 6028 Ni ; khối lượng ban ñầu
của côban là1kg. Khối lượng côban ñã phân rã sau 16 năm là
A. 875g.
B. 125g.
C. 500g.
D. 1250g.
Câu 27: Chu kì bán rã của Co60 bằng gần 5năm. Sau 10 năm, từ một nguồn Co60 có khối
lượng 1g sẽ còn lại bao nhiêu gam ?

A. 0,10g.
B. 0,25g.
C. 0,50g.
D. 0,75g.
60
Câu 28: Chất phóng xạ 27 Co có chu kì bán rã T = 5,33 năm và khối lượng nguyên tử là
56,9u. Ban ñầu có 500g chất Co60. Sau bao nhiêu năm thì khối lượng chất phóng xạ này còn
lại là 100g ?
C. 12,38 năm.
D. 15,24 năm.
A. 8,75 năm.
B. 10,5 năm.
Câu 29: Gọi ∆t là khoảng thời gian ñể số hạt nhân của một khối lượng chất phóng xạ giảm ñi
e lần( e là cơ số loga tự nhiên, lne = 1). Hỏi sau thời gian t = 0,51 ∆t chất phóng xạ còn lại
bao nhiêu phần trăm lượng phóng xạ ban ñầu ?
A. 40%.
B. 30%.
C. 50%.
D. 60%.
131
Câu 30: Iốt phóng xạ 53 I dùng trong y tế có chu kì bán rã T = 8ngày. Lúc ñầu có m0 = 200g
chất này. Sau thời gian t = 24 ngày còn lại bao nhiêu ?
A. 20g.
B. 25g.
C. 30g.
D. 50g.
210
Câu 31: Chu kì bán rã của 84 Po là 140 ngày ñêm. Lúc ñầu có 42 mg Pôlôni. ðộ phóng xạ
ban ñầu nhận giá trị là
B. 6,8.1012Bq.

C. 6,8.109Bq.
D. 6,9.1012Bq.
A. 6,8.1014Bq.
Câu 32: ðồng vị phóng xạ 6629 Cu có thời gian bán rã T= 4,3 phút. Sau thời gian 12,9 phút ñộ
phóng xạ của ñồng vị này giảm ñi là
A. 85% .
B. 87,5%.
C. 82,5%.
D. 80%.
10
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 37


- ðT: 01689.996.187

Diễn ñàn: -

Câu 33: Tính số phân tử nitơ (N) có trong 1 gam khí nitơ. Biết khối lượng nguyên tử của
nitơ là 13,999u.
A. 43.1021.
B. 215.1020.
C. 43.1020.
D. 21.1021.
Câu 34: Trong nguồn phóng xạ P32 có 108 nguyên tử với chu kì bán rã T = 14ngày. 4 tuần lễ
trước ñó, số nguyên tử P32 trong nguồn ñó là
A. N0 = 1012.
B. N0 = 4.108.
C. N0 = 2.108.

D. N0 = 16.108.
Câu 35: Khối lượng ban ñầu của ñồng vị phóng xạ natri 2311 Na là 0,23mg, chu kì bán rã của
natri là T = 62s. ðộ phóng xạ ban ñầu bằng
B. 6,7.1015Bq.
C. 6,7.1016Bq.
D. 6,7.1017Bq.
A. 6,7.1014Bq.
Câu 36: Một khối chất phóng xạ có chu kì bán rã bằng 10 ngày. Sau 30 ngày khối lượng chất
phóng xạ chỉ còn lại trong khối ñó sẽ bằng bao nhiêu phần lúc ban ñầu ?
A. 0,5.
B. 0,25.
C. 0,125.
D. 0,33.
Câu 37: Chu kì bán rã của hai chất phóng xạ A và B lần lượt là 20 phút và 40 phút. Ban ñầu
hai khối chất A và B có số lượng hạt nhân như nhau. Sau 80 phút tỉ số các hạt nhân A và B
còn lại là
C. 1:4.
D. 1:1.
A. 1:6.
B. 4:1.
238
−
Câu 38: Urani 92 U sau nhiều lần phóng xạ α và β biến thành 20682 Pb . Biết chu kì bán rã của
sự biến ñổi tổng hợp này là T = 4,6.109 năm. Giả sử ban ñầu một loại ñá chỉ chứa urani,
không chứa chì. Nếu hiện nay tỉ lệ của các khối lượng của urani và chì là m(U)/m(Pb) = 37,
thì tuổi của loại ñá ấy là
A. 2.107năm.
B. 2.108năm.
C. 2.109năm.
D. 2.1010năm.

Câu 39: Một khúc xương chứa 200g C14(ñồng vị cácbon phóng xạ) có ñộ phóng xạ là 375
phân rã/phút. Tính tuổi của khúc xương. Biết rằng ñộ phóng xạ của cơ thể sống bằng 15 phân
rã/phút tính trên 1g cácbon và chu kì bán rã của C14 là 5730 năm.
A. 27190 năm.
B. 1190 năm.
C. 17190 năm.
D. 17450 năm.
Câu 40: Hãy chọn câu ñúng. Trong quá trình phóng xạ của một số chất, số hạt nhân phóng
xạ
A. giảm ñều theo thời gian.
B. giảm theo ñường hypebol.
C. không giảm.
D. giảm theo quy luật hàm số mũ.
Câu 41: U238 phân rã thành Pb206 với chu kì bán rã T = 4,47.109 năm. Một khối ñá ñược
phát hiện có chứa 46,97mg U238 và 2,135mg Pb206. Giả sử khối ñá lúc mới hình thành
không chứa nguyên tố chì. Hiện tại tỉ lệ giữa số nguyên tử U238 và Pb206 là bao nhiêu ?
A. 19.
B. 21.
C. 20.
D. 22.
Câu 42: Chọn phát biểu ñúng khi nói về hiện tượng phóng xạ ?
A. Hiện tượng phóng xạ không phụ thuộc vào các tác ñộng bên ngoài.
B. Hiện tượng phóng xạ do các nguyên nhân bên trong gây ra.
C. Hiện tượng phóng xạ luôn tuân theo ñịnh luật phóng xạ.
D. Cả A, B, C ñều ñúng.
Câu 43: Hãy chọn câu ñúng. Liên hệ giữa hằng số phân rã λ và chu kì bán rã T là
A. λ =

const
.

T

B. λ =

ln 2
.
T

C. λ =

const
.
T

D. λ =

const
.
T2

Câu 44: Trong phóng xạ α , so với hạt nhân mẹ thì hạt nhân con ở vị trí nào ?
D. Lùi 2 ô.
A. Tiến 1 ô.
B. Tiến 2 ô.
C. Lùi 1 ô.
Câu 45: Chọn câu sai. Tia anpha
A. bị lệch khi bay xuyên qua một ñiện trường hay từ trường.
B. làm iôn hoá chất khí.
C. làm phát quang một số chất.
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 37

11


- ðT: 01689.996.187

Diễn ñàn: -

D. có khả năng ñâm xuyên mạnh.
Câu 46: Chọn câu sai. Tia gamma
A. gây nguy hại cho cơ thể.
B. có khả năng ñâm xuyên rất mạnh.
C. không bị lệch trong ñiện trường hoặc từ trường.
D. có bước sóng lớn hơn bước sóng của tia X.
Câu 47: Chọn câu sai nhất. Các tia không bị lệch trong ñiện trường và từ trường là
A. tia α và tia β .
B. tia γ và tia β .
C. tia γ và tia X.
D. tia β và tia X.
Câu 48: Một chất phóng xạ có chu kì bán rã là T. Sau thời gian t, số hạt ñã bị bán rã bằng 7/8
số hạt ban ñầu. Kết luận nào sau ñây là ñúng ?
A. t = 8T.
B. t = 7T.
C. t = 3T.
D. t = 0,785T.
210
Câu 49: Pôlôni 84 Po là chất phóng xạ có chu kì bán rã là 138 ngày. ðộ phóng xạ ban ñầu là
H0. Sau thời gian bao lâu thì ñộ phóng xạ của nó giảm ñi 32 lần ?

B. 690 ngày.
C. 4416 ngày.
D. 32 ngày.
A. 4,3 ngày.
Câu 50: ðặc ñiểm nào sau ñây không ñúng ñối với tia α ?
A. Phóng ra từ hạt nhân với tốc ñộ bằng tốc ñộ ánh sáng trong chân không.
B. Khi truyền trong không khí nó làm iôn hoá mạnh các nguyên tử trên ñường ñi.
C. Khi truyền trong không khí nó bị mất năng lượng rất nhanh.
D. Có thể ñi ñược tối ña 8cm trong không khí.
“Nếu bạn muốn lên chỗ cao nhất hãy bắt ñầu từ chỗ thấp nhất ”
1B
11 A
21B
31D
41A

2A
12A
22A
32B
42 D

3A
13A
23D
33B
43B

4D
14D

24C
34B
44D

5B
15B
25D
35C
45D

6B
16D
26A
36C
46D

7D
17B
27B
37C
47A

8A
18C
28C
38B
48C

9A
19D

29D
39C
49B

10A
20C
30B
40D
50A

12
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 37


- ðT: 01689.996.187

38

Diễn ñàn: -

PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

Họ và tên học sinh :…………………………Trường:THPT…………………………………

I. KIẾN THỨC CHUNG.
* Phản ứng hạt nhân
+ Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn ñến sự biến ñổi hạt nhân.
+ Phản ứng hạt nhân thường ñược chia thành hai loại:

- Phản ứng tự phân rã một hạt nhân không bền vững thành các hạt khác.
- Phản ứng trong ñó các hạt nhân tương tác với nhau, dẫn ñến sự biến ñổi chúng thành các hạt
khác.
Phản ứng hạt nhân dạng tổng quát: A + B → C + D
Trong trường hợp phóng xạ: A → B + C
* Các ñịnh luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
+ ðịnh luật bảo toàn số nuclôn (số khối A) : Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nuclôn của
các hạt tương tác bằng tổng số nuclôn của các hạt sản phẩm.
+ ðịnh luật bảo toàn ñiện tích: Tổng ñại số ñiện tích của các hạt tương tác bằng tổng ñại số
các ñiện tích của các hạt sản phẩm.
+ ðịnh luật bảo toàn năng lượng toàn phần (bao gồm ñộng năng và năng lượng nghỉ): Tổng
năng lượng toàn phần của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn phần của các hạt sản
phẩm.
+ ðịnh luật bảo toàn ñộng lượng: Véc tơ tổng ñộng lượng của các hạt tương tác bằng véc tơ
tổng ñộng lượng của các hạt sản phẩm.
* Năng lượng trong phản ứng hạt nhân
Xét phản ứng hạt nhân:
A + B → C + D.
Gọi mo = mA + mB và m = mC + mD . Ta thấy m0 ≠ m.
+ Khi m0 > m: Phản ứng tỏa ra một năng lượng: W = (m0 – m)c2.
Năng lượng tỏa ra này thường gọi là năng lượng hạt nhân. Các hạt nhân sinh ra có ñộ hụt
khối lớn hơn các hạt nhân ban ñầu, nghĩa là các hạt nhân sinh ra bền vững hơn các hạt nhân
ban ñầu.
+ Khi m0 < m: Phản ứng không thể tự nó xảy ra. Muốn cho phản có thể xảy ra thì phải cung
cấp cho các hạt A và B môït năng lượng W dưới dạng ñộng năng. Vì các hạt sinh ra có ñộng
năng Wñ nên năng lượng cần cung cấp phải thỏa mãn ñiều kiện: W = (m – m0)c2 + Wñ. Các
hạt nhân sinh ra có ñộ hụt khối nhỏ hơn các hạt nhân ban ñầu, nghĩa là các hạt nhân sinh ra
kém bền vững hơn các hạt nhân ban ñầu.
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP:
DẠNG 1: VIẾT PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

PHƯƠNG PHÁP:
* Phương trình phản ứng: ZA11 X 1 + ZA22 X 2 → ZA33 X 3 + ZA44 X 4
Trong số các hạt này có thể là hạt sơ cấp như nuclôn, eletrôn, phôtôn ...
Trường hợp ñặc biệt là sự phóng xạ: X1 → X2 + X3
X1 là hạt nhân mẹ, X2 là hạt nhân con, X3 là hạt α hoặc β
Các Em áp dụng 2 luật bảo toàn
+ Bảo toàn số nuclôn (số khối):
A1 + A2 = A3 + A4
+ Bảo toàn ñiện tích (nguyên tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 38

1
1


- ðT: 01689.996.187

Diễn đàn: -

VD1: Hạt proton có động năng Kp = 2 MeV, bắn vào hạt nhân

( 37 Li ) đứng n, sinh ra hai

hạt nhân X có cùng động năng, theo phản ứng hạt nhân sau:
P +37 Li → X + X . Viết phương trìng đầy đủ của phản ứng.
Giải: Ta có

1

7
1 P +3

Li → 2. Az X

Áp dụng định luật bảo tồn số nuclơn => 1+7 = 2.A =>A= 4
Áp dụng định luật bảo tồn điện tích => 1+ 3 = 2.Z => Z=2
phương trình 11 P + 73 Li → 24 He + 24 He

=> 24 He

VD2: Urani phân rã theo chuỗi phóng xạ sau đây:
α
β
238
→ Th 
→ Pa
92 U 

β

α

α


→ U 
→ Th 
→ Ra

Viết đầy đủ chuỗi phóng xạ này (ghi thêm Z và A của các hạt nhân)
Giải:
Viết đầy đủ chuỗi phóng xạ
α 4
238
→2 He + 234
92 U 
90Th
β−
234
0
234
90 Th → −1e + 91Pa
β−
234
0
234
91Pa → −1e + 92 U
α 4
234
U

→2 He + 230
92
90Th
α 4
230
Th

→2 He + 266

90
88 Ra
−

Tìm số phóng xạ α ; β

−

Giả sử có x phóng xạ α và y phóng xạ β
Ta có 4x = 238 – 206 => x = 8.
Ta có 2x – y = 92 – 82 => y = 6.
−
Vậy có 8 phân rã α và 6 phân rã β
VD3:Viết lại đầy đủ các phản ứng hạt nhân sau:
10
→ α + 48 Be
1. 5 B + X 

→n+ X
2. 8 O + p 
17

→ X + 10 Ne 4. X + p 
→ n + 18 Ar
3. 11 Na + p 
Giải:
Phương trình phản ứng hạt nhân
23

10

5

20

27

B + ZA X 
→ 24 He + 48 Be

Á dụng đònh luật bảo toàn số khối và điện tích ta có
10 + A = 4 + 8  A = 2
⇒

5 + Z = 2 + 4
 Z = 1 vậy hạt nhân X là

2
1

D

Phương trình phản ứng viết lại
10
5

B + 12 D 
→ 24 He + 48 Be

17
1

→ 01n + 178 F
Tương tự: 8 O + 1 H 

Tương tự:

23
11

20
Na + 11H 
→ 24 He + 10
Ne

BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ƠN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

2
HẠT NHÂN NGUN TỬ - ðề số 38

2


- ðT: 01689.996.187

Tương tự:

37
17

Diễn đàn: -

Cl + H 
→ n+
1
1

1
0

27
18

Ar

Dạng 2: Tính năng lượng của phản ứng, lượng nhiên liệu cần đốt để tạo ra năng lượng
tương đương.
Phương pháp:
Tính năng lượng của phản ứng hạt nhân

A1
Z1

X 1 + ZA22 X 2 →

A3
Z3

X 3 + ZA44 X 4

Cách 1: Tính theo độ chệnh lệc khối lượng các hạt nhân trước và sau
phản ứng:

∆m = m0 − m

=> ∆E = ∆m.c ( m0 – m)c2
Với m0 khối lượng các hạt nhân trước phản ứng
M khối lượng các hạt nhân sau phản ứng
Cách 2 : Tính theo động năng
+ Bảo tồn năng lượng: K X + K X + ∆E = K X + K X => ∆E = Wđsau − Wđtr
2

1

2

3

4

Trong đó: ∆E là năng lượng phản ứng hạt nhân

1
K X = mx vx2 là động năng chuyển động của hạt X
2

Cách 3: Tính theo năng lượng liên kết, liên kết riêng, độ hụt khối
∆E = Elkrsau - Elktr
=> ∆E = ∆E3 + ∆E4 – ∆E1 – ∆E2 => ∆E = (∆m3 + ∆m4 - ∆m1 - ∆m2)c2 => ∆E = A3ε3 +A4ε4 - A1ε1 - A2ε2
Trong đó các hạt nhân X1, X2, X3, X4 có:
Năng lượng liên kết riêng tương ứng là ε1, ε2, ε3, ε4.
Năng lượng liên kết tương ứng là ∆E1, ∆E2, ∆E3, ∆E4
ðộ hụt khối tương ứng là ∆m1, ∆m2, ∆m3, ∆m4

- Tính

lượng nhiên liệu dựa trên cơng thức Q = m.q = ∆E

trong đó q là năng suất tỏa nhiệt (

j/kg)
VD1: . Cho phản ứng hạt nhân: 31T + 12 D → α + n . Biết mT = 3,01605u; mD = 2,01411u; mα =
4,00260u; mn = 1,00867u; 1u=931MeV/c2.Năng lượng toả ra khi 1 hạt α được hình thành là:
A. 17,6MeV
B. 23,4MeV
C. 11,04MeV
D. 16,7MeV
Chọn A.

Giải: Ta có Mo = mT + mD = 5,03016u và M = mn + mα = 5,01127u
Năng lượng toả ra: ∆E = (Mo – M).c2 = 17,58659 ≈ 17,6MeV
VD2: Dùng một prôtôn có động năng Kp = 5,58MeV bắn phá hạt nhân

23
11

Na

đứng yên sinh ra hạt α và X. Coi phản ứng không kèm theo bức xạ γ .
1.viết phương trình.
2. Phản ứng trên thu hay toả năng lượng? Cho mp = 1.0073u, mNa =22,9850u;
mX = 19,9869u; m α =4,0015u; 1u =931MeV/c2
Giải:
20

1. Phương trình phản ứng: H + Na 
→ 24 He + 10
Ne
1
1

23
11

2. Tổng khối lượng hạt nhân trước phản ứng:
M0 = mp + mNa = 23,99234u
Tổng khối lượng hạt nhân sau phản ứng:
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ƠN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUN TỬ - ðề số 38

3
3


- ðT: 01689.996.187

Diễn đàn: -

M = mHe + mNe = 23,9880u
Vì M0 > M =>Năng lượng toả ra ∆E = ( M 0 − M )c 2 = 0, 00394uc 2 = 3, 67 MeV

DẠNG 3: Xác định động năng, vận tốc, góc của các hạt
Phương pháp:
+ Bảo tồn động lượng: p1 + p2 = p3 + p4 hay m1 v1 + m 2 v2 = m 4 v3 + m 4 v4

+ Bảo tồn năng lượng: K X + K X + ∆E = K X + K X
Trong đó: ∆E là năng lượng phản ứng hạt nhân;
∆E = (m1+m2 – m3 - m4 )c2 = ( M0 – M ) c2 .
1

2

3

4

1
K X = mx vx2 là động năng chuyển động của hạt X
2

Lưu ý: - Khơng có định luật bảo tồn khối lượng.
- Mối quan hệ giữa động lượng pX và động năng KX của hạt X là: p X2 = 2mX K X
- Khi tính vận tốc v hay động năng K thường áp dụng quy tắc hình bình hành
p1

Ví dụ: p = p1 + p2 biết ϕ = p1 , p2
p 2 = p12 + p22 + 2 p1 p2 cosϕ

hay (mv) 2 = (m1v1 ) 2 + (m2v2 )2 + 2m1m2v1v2cosϕ
hay mK = m1K1 + m2 K 2 + 2 m1m2 K1 K 2 cosϕ
Tương tự khi biết φ1 = p1 , p hoặc φ2 = p2 , p
Trường hợp đặc biệt: p1 ⊥ p2 ⇒ p 2 = p12 + p22
Tương tự khi p1 ⊥ p hoặc p2 ⊥ p
v = 0 (p = 0) ⇒ p1 = p2 ⇒

p

φ
p2

K1 v1 m2
A
= =
≈ 2
K 2 v2 m1
A1

Tương tự v1 = 0 hoặc v2 = 0.
VD1:(ĐH kinh tế quốc dân 2001 -2002)
Dùng một prôtôn có động năng Kp = 5,58MeV bắn phá hạt nhân

23
11

Na

đứng yên sinh ra hạt α và X. Coi phản ứng không kèm theo bức xạ γ .
1- Viết phương trình phản ứng, nêu cấu tạo của hạt nhân X. Biết động năng
của hạt α là K α = 6,6MeV.
2.Tính động năng của hạt nhân X. Tính góc tạo bởi phương chuyển động của
hạt α và prôtôn.Cho mp = 1.0073u, mNa =22,9850u; mX = 19,9869u;
m α =4,0015u; 1u =931MeV/c2
Giải:
20
1.Phương trình phản ứng: H + Na 

→ 24 He + 10
Ne
1
1

23
11

2.Tổng khối lượng hạt nhân trước phản ứng:
M0 = mp + mNa = 23,99234u
Tổng khối lượng hạt nhân sau phản ứng:
M = mHe + mNe = 23,9880u
Vì M0 > M , vậy phản ứng toả năng lượng. Năng lượng toả ra:
∆A = ( M 0 − M )c 2 = 0, 00394uc 2 = 3, 67 MeV

p dụng đònh luật bảo toàn năng lượng toàn phần
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ƠN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUN TỬ - ðề số 38

4
4


- ðT: 01689.996.187

Diễn đàn: -

2

(mp + mNa)c +Kp = (mHe+mNe)c2 +KHe + KNe
KNe = 2,65MeV
p dụng đònh luật bảo toàn động lượng. Tìm ra được góc tạo bởi phương
chuyển động của hạt α và prôtôn là 1500

VD2: Cho phản ứng hạt nhân 10 n +36 Li →13 H + α . Hạt nhân 36 Li đứng n, neutron có động
năng là Kn = 2MeV. Hạt α và hạt nhân 13 H bay ra theo các hướng hợp với hướng tới của
neutron những góc tương ứng bằng θ = 15o và ϕ= 30o. Bỏ qua bức xạ gama.Phản ứng thu

hay tỏa năng lượng? Hãy tính năng lượng đó (lấy tỉ số các số lượng hạt nhân bằng tỉ số
giữa các số khối của chúng). Xác định khối lượng hạt nhân 36 Li trong câu a. Biết khối
lượng của neutron, triti, alpha tương ứng là mn = 1.0087u; m H =3.0610u;
3
1

m 4 He =4.0015u;
2

1u = 931 MeV/c2
Giải:

Ta có: 1o n +36 Li →13 H + 24 He (1)
Xét tam giác OAB ta có:
Pn2

=

PH2

=

Pα2

sin 2 B sin 2 θ sin 2 ϕ
hay:
2m n K n
2m H .K H 2m α .K α
=
=
2
o
sin 135
sin 2 15o
sin 2 30o
m n K n m H .K H mα .K α
=
=
0.5
0.067
0.25
1x 2 x 0.067
⇒ KH =
= 0.26795MeV
0.5 x1
1x 2 x 0.25
⇒ Kα =
= 0.25MeV
0.5 x 4
Theo định luật bảo tồn năng lượng và tồn phần ta có:

m n C2 + K n + m Li C 2 = m H C2 + K + mα C 2 + K α

(2)

m Li C 2 = 3.016uC 2 + 0.26755MeV + 4.0015uC2
+0.25MeV − 1.0087uC2 − 2MeV
hay m Li C 2 = ( 3.0160 + 4.0015 − 1.0087 ) x931 + 0.26755 + 0.25 − 2
suy ra m Li = 6.00721 u
Từ (1) ta có: ∆m = m n + m Li + m H + m α
Năng lượng thu vào:
∆m = (1.0087 + 6.00721 + 3.0160 − 4.0015 ) u
= −1.5919x10−3 u < 0
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ƠN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

5
HẠT NHÂN NGUN TỬ - ðề số 38

5


- ðT: 01689.996.187

Diễn đàn: -

Từ (1) ta có:
m Li = 6.00721x931
m Li

MeV
2

= 5593

MeV

C
C2
= 6.00721x1.66055 x10−27 = 9.975 x10−27 kg.

VD3: Cho prôtôn có động năng Kp = 1,46MeV bắn phá vào hạt nhân 37 Li đứng
yên. Hai hạt nhân X mới sinh ra giống nhau và có cùng động năng
1. Viết phương trình phản ứng> Cho biết cấu tạo của hạt nhân X. Đó là
hạt nhân của nguyên tử nào? Hạt nhân X đó còn được gọi là hạt gì
2. Phản ứng thu hay toả năng lượng? Năng lượng này bằng bao nhiêu có
phụ thuộc vào Kp không?
3. Giả sử phản ứng hạt nhân tiếp diễn một thời gian và lượng khí được
tạo thành là 10cm3 ở điều kiện tiêu chuẩn. Tính năng lượng toả ra
hay thu vào ( theo đơn vò Kj)
4. tính động năng của mỗi hạt X sinh ra sau phản ứng
5. Tính góc hợp bởi các véc tơ vận tốc của hai hạt X sau phản ứng
Cho biết mLi = 7,0124u; mX = 4,0015u, mp = 1,0073u; 1u = 931MeV/c2 ;
NA = 6,022.1023mol-1; e = 1,6.10-19C
Giải:
1. Phương trình phản ứng hạt nhân
1
1

H + 37 Li 
→ 2 24 He

2.Tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng:
M0 = mH + mLi =8,0215u
Tổng khối lượng các hạt nhan sau phản ứng:
M = 2mHe = 8,0030u
M0 > M phản ứng toả năng lượng, năng lượng toả ra:
∆A = ( M 0 − M )c 2 = 0, 0185uc 2 = 17, 22 MeV

Ta thấy năng lượng toả ra không phụ thuộc vào Kp
3. Số nguyên tử He có trong 10cm3 = 0,01lít là:
N=

0, 01
NA
22, 4

Mỗi phản ứng tạo ra hai nguyên tử He, do đó số phản ứng xảy ra trong
thời gian đó là
n=

N 0, 01
=
.N A
2 44,8

Tổng năng lượng toả ra là :
E n.∆E =

0, 01
.N A .∆E = 2, 31.10 21 MeV ≈ 3, 7.108 J = 3, 7.105 kj
44,8

4. p dụng đònh luật bảo toàn năng lượng toàn phần:
(mH + mLi)c2 + Kp = 2mHec2 + 2KHe
KHe= 9,34MeV
5, p dụng đònh luật bảo toàn động lượng suy ra góc hợp bởi các véc tơ
vận tốc của hai hạt X sau phản ứng là 84018,
6
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ƠN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUN TỬ - ðề số 38

6


- ðT: 01689.996.187

Diễn ñàn: -

III. ðỀ TRẮC NGHIỆM TỔNG HỢP.
37
Câu 1: Cho phản ứng hạt nhân sau: 37
17 Cl + X → n + 18 Ar . Biết: mCl = 36,9569u; mn = 1,0087u;
mX = 1,0073u; mAr = 38,6525u. Hỏi phản ứng toả hay thu bao nhiêu năng lượng ?
A. Toả 1,58MeV.
B. Thu 1,58.103MeV.
C. Toả 1,58J.
D. Thu 1,58eV.
Câu 2: Dùng proton có ñộng năng KP = 1,6MeV bắn phá hạt nhân 73 Li ñang ñứng yên thu
ñược 2 hạt nhân X giống nhau. Cho m( 73 Li ) = 7,0144u; m(X) = 4,0015u; m(p) = 1,0073u.
ðộng năng của mỗi hạt X là

A. 3746,4MeV. B. 9,5MeV.
C. 1873,2MeV. D. 19MeV.
Câu 3: Hạt proton có ñộng năng KP = 6MeV bắn phá hạt nhân 94 Be ñứng yên tạo thành hạt α
và hạt nhân X. Hạt α bay ra theo phương vuông góc với phương chuyển ñộng của proton với
ñộng năng bằng 7,5MeV. Cho khối lượng của các hạt nhân bằng số khối. ðộng năng của hạt
nhân X là
A. 6 MeV.
B. 14 MeV.
C. 2 MeV.
D. 10 MeV.
Câu 4: Biết năng lượng liên kết riêng của hạt nhân ñơteri là 1,1MeV/nuclon và của hêli là
7MeV/nuclon. Khi hai hạt ñơteri tổng hợp thành một nhân hêli( 42 He ) năng lượng toả ra là
C. 23,6MeV.
D. 19,2MeV.
A. 30,2MeV.
B. 25,8MeV.
2
2
A
1
Câu 5: Cho phản ứng tổng hợp hạt nhân: 1 D+ 1D→ Z X + 0 n . Biết ñộ hụt khối của hạt nhân D là
∆m D = 0,0024u và của hạt nhân X là ∆m X = 0,0083u. Phản ứng này thu hay toả bao nhiêu
năng lượng ? Cho 1u = 931MeV/c2
A. toả năng lượng là 4,24MeV.
B. toả năng lượng là 3,26MeV.
C. thu năng lượng là 4,24MeV.
D. thu năng lượng là 3,26MeV.
Câu 6: Cho hạt prôtôn có ñộng năng KP = 1,46MeV bắn vào hạt nhân Li ñứng yên. Hai hạt nhân
X sinh ra giống nhau và có cùng ñộng năng. Cho mLi = 7,0142u, mp = 1,0073u, mX = 4,0015u.
ðộng năng của một hạt nhân X sinh ra là

A. 9,34MeV.
B. 93,4MeV.
C. 934MeV.
D. 134MeV.
9
Câu 7: Dùng p có ñộng năng K1 bắn vào hạt nhân 4 Be ñứng yên gây ra phản ứng:
p + 94 Be → α + 63 Li
Phản ứng này thu năng lượng bằng 2,125MeV. Hạt nhân 63 Li và hạt α bay ra với các
ñộng năng lần lượt bằng K2 = 4MeV và K3 = 3,575MeV(lấy gần ñúng khối lượng các hạt
nhân, tính theo ñơn vị u, bằng số khối). 1u = 931,5MeV/c2. Góc giữa hướng chuyển ñộng của
hạt α và p bằng
A. 450.
B. 900.
C. 750.
D. 1200.
Câu 8: Cho phản ứng hạt nhân sau: p + 73 Li → X + α + 17,3MeV. Năng lượng toả ra khi tổng
hợp ñược 1 gam khí Hêli là.
A. 13,02.1026MeV.
B. 13,02.1023MeV.
C. 13,02.1020MeV.
D. 13,02.1019MeV.
Câu 9: Hạt nhân 210
84 Po ñứng yên, phân rã α thành hạt nhân chì. ðộng năng của hạt α bay ra
chiếm bao nhiêu phần trăm của năng lượng phân rã ?
A. 1,9%.
B. 98,1%.
C. 81,6%.
D. 19,4%.
1
9

4
7
Câu 10: Cho phản ứng hạt nhân sau: 1 H + 4 Be→ 2 He+ 3 Li + 2,1( MeV ) . Năng lượng toả ra từ phản
ứng trên khi tổng hợp ñược 89,5cm3 khí heli ở ñiều kiện tiêu chuẩn là
A. 187,95 meV.
B. 5,061.1021 MeV.
C. 5,061.1024 MeV.
D. 1,88.105 MeV.
7
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 38

7


- ðT: 01689.996.187

Diễn ñàn: -

Câu 11: Cho phản ứng hạt nhân sau: α + 147 N → p + 178 O . Hạt α chuyển ñộng với ñộng năng
K α = 9,7MeV ñến bắn vào hạt N ñứng yên, sau phản ứng hạt p có ñộng năng KP = 7,0MeV. Cho
biết: mN = 14,003074u; mP = 1,007825u; mO = 16,999133u; m α = 4,002603u. Xác ñịnh góc giữa
các phương chuyển ñộng của hạt α và hạt p?
A. 250.
B. 410.
C. 520.
D. 600.
Câu 12: U235 hấp thụ nơtron nhiệt, phân hạch và sau một vài quá trình phản ứng dẫn ñến kết
quả tạo thành các hạt nhân bền theo phương trình sau:

235
92

90
−
U + n →143
60 Nd + 40 Zr + xn + yβ + y υ

trong ñó x và y tương ứng là số hạt nơtron, electron và phản nơtrinô phát ra. X và y bằng:
A. 4; 5.
B. 5; 6.
C. 3; 8.
D. 6; 4.
210
4
A
Câu 13: Hạt nhân 84 Po ñứng yên, phân rã α biến thành hạt nhân X: 210
84 Po → 2 He + Z X . Biết
khối lượng của các nguyên tử tương ứng là m Po = 209,982876u, m He = 4,002603u, mX =
205,974468u. Biết 1u = 931,5MeV/c2. Vận tốc của hạt α bay ra xấp xỉ bằng
A. 1,2.106m/s.
B. 12.106m/s.
C. 1,6.106m/s.
D. 16.106m/s.
Câu 14: Hạt nhân mẹ Ra ñứng yên biến ñổi thành một hạt α và một hạt nhân con Rn. Tính ñộng
năng của hạt α và hạt nhân Rn. Biết m(Ra) = 225,977u, m(Rn) = 221,970u; m( α ) = 4,0015u.
Chọn ñáp án ñúng?
A. K α = 0,09MeV; KRn = 5,03MeV. B. K α = 0,009MeV; KRn = 5,3MeV.
C. K α = 5,03MeV; KRn = 0,09MeV. D. K α = 503MeV; KRn = 90MeV.
Câu 15: Xét phản ứng hạt nhân: X → Y + α . Hạt nhân mẹ ñứng yên. Gọi KY, mY và K α , m α

KY
bằng
Kα
2m α
D.
.
mY

lần lượt là ñộng năng, khối lượng của hạt nhân con Y và α . Tỉ số
A.

mY
.
mα

B.

4m α
.
mY

C.

mα
.
mY

Câu 16: Biết mC = 11,9967u; m α = 4,0015u. Năng lượng cần thiết ñể tách hạt nhân 126 C thành 3
hạt α là
B. 7,2618MeV.

C. 1,16189.10-19J. D. 1,16189.10-13MeV.
A. 7,2618J.
Câu 17: Cho proton có ñộng năng K p = 1,8MeV bắn phá hạt nhân 73 Li ñứng yên sinh ra hai hạt
X có cùng tốc ñộ, không phát tia γ . Khối lượng các hạt là: mp = 1,0073u; mX = 4,0015u; mLi =
7,0144u. ðộng năng của hạt X là
A. 9,6MeV.
B. 19,3MeV.
C. 12MeV.
D. 15MeV.
6
9
Câu 18: Cho phản ứng hạt nhân sau: 4 Be + p → X + 3 Li . Biết : m(Be) = 9,01219u; m(p) =
1,00783u; m(X) = 4,00620u; m(Li) = 6,01515u; 1u = 931MeV/c2. Cho hạt p có ñộng năng KP =
5,45MeV bắn phá hạt nhân Be ñứng yên, hạt nhân Li bay ra với ñộng năng 3,55MeV. ðộng năng
của hạt X bay ra có giá trị là
A. KX = 0,66MeV. B. KX = 0,66eV. C. KX = 66MeV. D. KX = 660eV.
234
Câu 19: Trong quá trình biến ñổi hạt nhân, hạt nhân 238
92 U chuyển thành hạt nhân 92 U ñã phóng ra
A. một hạt α và hai hạt prôtôn.
B. một hạt α và 2 hạt êlectrôn.
C. một hạt α và 2 nơtrôn.
D. một hạt α và 2 pôzitrôn.
Câu 20: Sự phóng xạ là phản ứng hạt nhân loại nào ?
A. Toả năng lượng.
B. Không toả, không thu.
C. Có thể toả hoặc thu.
D. Thu năng lượng.
Câu 21: Hạt prôtôn có ñộng năng KP = 2MeV bắn phá vào hạt nhân 73 Li ñứng yên, sinh ra hai
hạt nhân X có cùng ñộng năng, theo phản ứng hạt nhân sau: p + 73 Li → X + X. Cho biết mP =

8
1,0073u; mLi = 7,0144u; mX = 4,0015u. 1u = 931MeV/c2. Theo phản ứng trên: ñể tạo thành 1,5g
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 38

8


- ðT: 01689.996.187

Diễn ñàn: -

chất X thì phản ứng toả ra bao nhiêu năng lượng?
B. 19,65.1023MeV.
A. 17,41MeV.
C. 39,30.1023MeV.
D. 104,8.1023MeV.
Câu 22: Người ta dùng hạt proton có ñộng năng KP = 5,45MeV bắn vào hạt nhân 94 Be ñứng yên.
Phản ứng tạo ra hạt nhân X và hạt α . Sau phản ứng hạt α bay ra theo phương vuông góc với
phương của hạt p với ñộng năng K α = 4MeV. Coi khối lượng của một hạt nhân xấp xỉ số khối A
của nó ở ñơn vị u. ðộng năng của hạt nhân X là
B. KX = 3,575MeV.
A. KX = 3,575eV.
C. KX = 35,75MeV.
D. KX = 3,575J.
9
Câu 23: Cho phản ứng hạt nhân sau: 4 Be + p → X + 63 Li . Hạt nhân X là
A. Hêli.
B. Prôtôn.

C. Triti.
D. ðơteri.
2
3
4
Câu 24: ðộ hụt khối khi tạo thành các hạt nhân 1 D, 1T, 2 He lần lượt là
∆m D = 0,0024u; ∆m T = 0,0087u; ∆m He = 0,0305u. Hãy cho biết phản ứng : 21 D+ 31T → 42 He+ 01 n .
Toả hay thu bao nhiêu năng lượng? Chọn kết quả ñúng trong các kết quả sau:
A. Toả năng lượng 18,06 eV.
B. Thu năng lượng 18,06 eV
C. Toả năng lượng 18,06 MeV.
D. Thu năng lượng 18,06 MeV.
Câu 25: Cho hạt prôtôn có ñộng năng KP = 1,46MeV bắn vào hạt nhân Li ñứng yên. Hai hạt
nhân X sinh ra giống nhau và có cùng ñộng năng. Cho mLi = 7,0142u, mp = 1,0073u, mX =
4,0015u. Góc tạo bởi các vectơ vận tốc của hai hạt X sau phản ứng là
A. 168036’.
B. 48018’.
C. 600.
D. 700.
Câu 26: Prôtôn bắn vào hạt nhân bia Liti ( 73 Li ). Phản ứng tạo ra hai hạt X giống hệt nhau bay
ra. Hạt X là
A. Prôtôn.
B. Nơtrôn.
C. Dơtêri.
D. Hạt α .
238
α
β
β
A

Câu 27: Urani phân rã theo chuỗi phóng xạ: 92 U → Th →
 Pa →
Z X . Trong ñó Z, A là:
B. Z = 92; A = 234.
A. Z = 90; A = 234.
C. Z = 90; A = 236.
D. Z = 90; A = 238.
Câu 28: Mối quan hệ giữa ñộng lượng p và ñộng năng K của hạt nhân là
A. p = 2mK.
B. p2 = 2mK.
C. p = 2 mK.
D. p2 = 2mK .
37
Câu 29: Cho phản ứng hạt nhân sau: 37
17 Cl + X → n + 18 Ar . Hạt nhân X là
A. 11 H .
B. 21 D .
C. 31T .
D. 42 He .
Câu 30: Trong phản ứng hạt nhân không có ñ ịnh luật bảo toàn nào sau ?
A. ñịnh luật bảo toàn ñộng lượng.
B. ñịnh luật bảo toàn số hạt nuclôn.
C. ñịnh luật bào toàn số hạt prôtôn.
D. ñịnh luật bảo toàn ñiện tích.
210
Câu 31: Pôlôni( 84 Po ) là chất phóng xạ, phát ra hạt α và biến thành hạt nhân Chì (Pb). Cho: mPo
= 209,9828u; m( α ) = 4,0026u; mPb = 205, 9744u. Trước phóng xạ hạt nhân Po ñứng yên, tính
vận tốc của hạt nhân Chì sau khi phóng xạ ?
A. 3,06.105km/s. B. 3,06.105m/s.
C. 5.105m/s.

D. 30,6.105m/s.
30
Câu 32: Cho hạt nhân 30
15 P sau khi phóng xạ tao ra hạt nhân 14 Si . Cho biết loại phóng xạ ?
A. α .
B. β + .
C. β − .
D. γ .
Câu 33: Phản ứng hạt nhân thực chất là:
A. mọi quá trình dẫn ñến sự biến ñổi hạt nhân.
B. sự tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân.
C. quá trình phát ra các tia phóng xạ của hạt nhân.
D. quá trình giảm dần ñộ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ.
Câu 34: Chọn câu ñúng. Trong phản ứng hạt nhân có ñịnh luật bảo toàn nào sau ?
A. ñịnh luật bảo toàn khối lượng. B. ñịnh luật bảo toàn năng lượng nghỉ.
9
−

BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

−

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 38

9


- ðT: 01689.996.187

Diễn ñàn: -

C. ñịnh luật bảo toàn ñộng năng. D. ñịnh luật bảo toàn năng lượng toàn phần.
Câu 35: Hạt nơtron có ñộng năng Kn = 1,1MeV bắn vào hạt nhân Li( 63 Li ) ñứng yên gây ra phản
ứng hạt nhân là n + 63 Li → X + α . Cho biết m α = 4,00160u; mn = 1,00866u; mX = 3,01600u; mLi
= 6,00808u. Sau phản ứng hai hạt bay ra vuông góc với nhau. ðộng năng của hai hạt nhân sau
phản ứng là
A. KX = 0,09MeV; K α = 0,21MeV.
B. KX = 0,21MeV; K α = 0,09MeV.
C. KX = 0,09eV; K α = 0,21eV.
D. KX = 0,09J;
K α = 0,21J.
Câu 36: Trong phóng xạ γ hạt nhân phóng ra một phôtôn với năng lượng ε . Hỏi khối lượng hạt
nhân thay ñổi một lượng bằng bao nhiêu?
A. Không ñổi.
B. Tăng một lượng bằng ε /c2.
2
C. Giảm một lượng bằng ε /c .
D. Giảm một lượng bằng ε .
Câu 37:Thông tin nào sau ñây là ñúng khi nói về hạt nơtrinô ( υ ) ?
A. Có khối lượng bằng khối lượng của hạt eleectron, không mang ñiện.
B. Có khối lượng nghỉ bằng không, mang ñiện tích dương.
C. Có khối lượng nghỉ bằng không, không mang ñiện và chuyển ñộng với tốc ñộ xấp xỉ
bằng tốc ñộ ánh sáng.
D. Có khối lượng nghỉ bằng không, mang ñiện tích âm.
Câu 38: Thông tin nào sau ñây là sai khi nói về các ñịnh luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân ?
A. Tổng số hạt nuclon của hạt tương tác bằng tổng số nuclon của các hạt sản phẩm.
B. Tổng số các hạt mang ñiện tích tương tác bằng tổng các hạt mang ñiện tích sản phẩm.
C. Tổng năng lượng toàn phần của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn phần của
các hạt sản phẩm.
D. Tổng các vectơ ñộng lượng của các hạt tương tác bằng tổng các vectơ ñộng lượng của

các hạt sản phẩm.
Câu 39: Dưới tác dụng của bức xạ γ , hạt nhân ñồng cị bền của beri( 94 Be ) có thể tách thành mấy
hạt α và có hạt nào kèm theo ?
A. 2 hạt α và electron.
B. 2 nhân α và pôzitron.
C. 2 hạt α và proton.
D. 2 hạt α và nơtron.
13
+
Câu 40: Khi hạt nhân 7 N phóng xạ β thì hạt nhân con tạo thành có số khối và ñiện tích lần lượt là
A. 14 và 6.
B. 13 và 8.
C. 14 và 8.
D. 13 và 6.
9
4
1
Câu 41: Trong phản ứng hạt nhân: 4 Be+ 2 He→0 n + X , hạt nhân X có:
A. 6 nơtron và 6 proton.
B. 6 nuclon và 6 proton.
C. 12 nơtron và 6 proton.
D. 6 nơtron và 12 proton.
Câu 42: Hạt prôtôn p có ñộng năng K1 = 5, 48MeV ñược bắn vào hạt nhân 49 Be ñứng yên thì
thấy tạo thành một hạt nhân 36 Li và một hạt X bay ra với ñộng năng bằng K 2 = 4MeV theo
hướng vuông góc với hướng chuyển ñộng của hạt p tới. Tính vận tốc chuyển ñộng của hạt
nhân Li (lấy khối lượng các hạt nhân tính theo ñơn vị u gần bằng số khối). Cho
1u = 931,5MeV / c 2 .
A. 10, 7.106 m / s
B. 1, 07.106 m / s
C. 8, 24.106 m / s

D. 0,824.106 m / s
Câu 43: Cho hạt prôtôn có ñộng năng Kp=1,8MeV bắn vào hạt nhân 73 Li ñứng yên, sinh ra hai hạt α
có cùng ñộ lớn vận tốc và không sinh ra tia gamma. Cho biết: mn=1,0073u; mα =4,0015u; mLi =
7,0144u; 1u = 931MeV/c2 = 1,66.10-27kg. ðộng năng của mỗi hạt mới sinh ra bằng
C. 9,60485MeV.
D. 0,90000MeV.
A. 8,70485MeV.
B. 7,80485MeV.
“Tu thân như sửa nhà, chỗ nào không kín chỗ ñó sẽ dột”
10
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 38

10


- ðT: 01689.996.187

Diễn ñàn: -

ðÁP ÁN ðỀ SỐ 38
1B
11 C
21 B
31B
41A

2B
12C

22B
32B
42 A

3A
13D
23A
33A
43C

4C
14C
24C
34D

5B
15C
25A
35A

6A
16B
26D
36C

7B
17A
27B
37C

8B
18A
28B
38B

9B
19B
29A
39D

10B
20A
30C
40D

11
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 38

11


- ðT: 01689.996.187

36

Diễn ñàn: -

ðẠI CƯƠNG VỀ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

Họ và tên học sinh :…………………………………Trường
THPT:………………………………
I. KIẾN THỨC CHUNG:
1.CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ .
* Cấu tạo hạt nhân. Nuclôn
+ Hạt nhân ñược cấu tạo từ những hạt nhỏ hơn gọi là các nuclôn. Có hai loại nuclôn: prôton,
kí hiệu p, khối lượng mp = 1,67262.10-27kg, mang một ñiện tích nguyên tố dương +e, và
nơtron kí hiệu n, khối lượng mn = 1,67493.10-27kg, không mang ñiện. Prôtôn chính là hạt
nhân nguyên tử hiñrô.
+ Số prôtôn trong hạt nhân bằng số thứ tự Z của nguyên tử trong bảng tuần hoàn; Z ñược gọi
là nguyên tử số. Tổng số các nuclôn trong hạt nhân gọi là số khối, kí hiệu A. Như vậy số
nơtron trong hạt nhân là: N = A – Z.
+ Kí hiệu hạt nhân: ZA X . Nhiều khi, ñể cho gọn, ta chỉ cần ghi số khối, vì kí hiệu hóa học ñã
xác ñịnh Z rồi.
+ Kích thước hạt nhân: nếu coi hạt nhân như một quả cầu bán kính R thì R phụ thuộc vào số
-15

1
3

khối theo công thức gần ñúng: R = 1,2.10 A m.
* ðồng vị
ðồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z (có cùng vị trí trong bảng
hệ thống tuần hoàn), nhưng có số nơtron N khác nhau.
Các ñồng vị còn ñược chia làm hai loại: ñồng vị bền và ñồng vị phóng xạ. Trong thiên
nhiên có khoảng gần 300 ñồng vị bền; ngoài ra người ta còn tìm thấy vài nghìn ñồng vị phóng
xạ tự nhiên và nhân tạo.
* ðơn vị khối lượng nguyên tử
Trong vật lí hạt nhân, khối lượng thường ñược ño bằng ñơn vị khối lượng nguyên tử, kí

hiệu là u. Một ñơn vị u có giá trị bằng

1
khối lượng của ñồng vị cacbon
12

12
6

C.

1u = 1,66055.10-27kg.
Khối lượng của một nuclôn xấp xĩ bằng u. Nói chung một nguyên tử có số khối A thì có
khối lượng xấp xĩ bằng A.u.
* Khối lượng và năng lượng
Hệ thức Anhxtanh giữa năng lượng và khối lượng: E = mc2 .
Từ hệ thức Anhxtanh suy ra m =

E
chứng tỏ khối lượng có thể ño bằng ñơn vị của năng
c2

lượng chia cho c2, cụ thể là eV/c2 hay MeV/c2.
Theo lí thuyết của Anhxtanh, một vật có khối lượng m0 khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển
ñộng với tốc ñộ v, khối lượng sẽ tăng lên thành m với: m =

m0
v2
1− 2
c

trong ñó m0 ñược gọi là

khối lượng nghỉ và m gọi là khối lượng ñộng.
* Lực hạt nhân
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 36

1


- ðT: 01689.996.187

Diễn ñàn: -

Lực tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân là lực hút, gọi là lực hạt nhân, có tác dụng
liên kết các nuclôn lại với nhau. Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh ñiện, nó không phụ
thuộc vào ñiện tích của nuclôn. So với lực ñiện từ và lực hấp dẫn, lực hạt nhân có cường ñộ
rất lớn (còn gọi là lực tương tác mạnh) và chỉ tác dụng khi hai nuclôn cách nhau một khoảng
bằng hoặc nhỏ hơn kích thước hạt nhân (khoảng 10-15 m).
* ðộ hụt khối và năng lượng liên kết
+ ðộ hụt khối của một hạt nhân là hiệu số giữa tổng khối lượng của các nuclôn cấu tạo nên
hạt nhân và khối lượng hạt nhân ñó:
∆m = Zmp + (A – Z)mn – mhn
+ Năng lượng liên kết của hạt nhân là năng lượng toả ra khi các nuclôn riêng lẽ liên kết thành
hạt nhân và ñó cũng chính là năng lượng cần cung cấp ñể phá vở hạt nhân thành các nuclôn
riêng lẽ : Wlk = ∆m.c2 .
+ Năng lượng liên kết tính cho một nuclôn

Wlk
gọi là năng lượng liên kết riêng của hạt nhân,
A

ñặc trưng cho sự bền vững của hạt nhân.
TÓM TẮT CÔNG THỨC .
A
Hạt nhân Z X , có A nuclon; Z prôtôn; N = (A – Z) nơtrôn.
Số hạt trong m gam chất ñơn nguyên tử : N =

m
NA
A

Liên hệ giữa năng lượng và khối lượng: E = mc2.
Khối lượng ñộng: m =

m0
v2
1− 2
c

.

ðộ hụt khối của hạt nhân : ∆m = Zmp + (A – Z)mn – mhn.
Năng lượng liên kết : Wlk = ∆m.c2.
Năng lượng liên kết riêng : ε =

W lk
.

A

ðơn vị khối lượng nguyên tử: 1u = 1,66055.10-27kg = 931,5MeV/c2.
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP :
Dạng 1. Tính bán kính, thể tích, khối lượng riêng của hạt nhân.
Phương pháp:
1

công thức bán kính R = 1,2.10-15A 3 m.
Thể tích hạt nhân coi như hình cầu V =
Khối lượng riêng ρ =

4.Π.R 3
3

M hatnhan
V

VD1
Câu 8: Cho biết khối lượng một nguyên tử Rañi( 22688 Ra ) là m(Ra) = 226,0254u; của hạt
eleectron là me = 0,00055u. Bán kính hạt nhân ñược xác ñịnh bằng công thức r = r0. 3 A =
1,4.10-15 3 A (m). Khối lượng riêng của hạt nhân Rañi là
A. 1,45.1015kg/m3.
B. 1,54.1017g/cm3.
C. 1,45.1017kg/m3.
D. 1,45.1017g/cm3.
Giải
BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC – ÔN, LUYỆN THI ðẠI HỌC VẬT LÝ

HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - ðề số 36

2