Bài giảng chương 7

VẬT LÝ HẠT NHÂN.
Bài số 1: Chất phóng xạ pôlôni
210
84
Po
phóng ra tia
α
và biến thành chì
206
82
Pb
.
a- Trong 0,168(g) pôlôni có bao nhiêu nguyên tử bò phân rã sau 414 ngày đêm? Xác đònh lượng chì được
tạo thành trong khoảng thời gian nói trên.
b- hỏi bao nhiêu lâu lượng pôlôni chỉ còn 10,5(mg)? Cho biết chu kì bán rã của pôlôni là 138 ngày đêm.
Bài số 2: Một chất phóng xạ
α
cứ 1 hạt
α
phát ra thì có 1 hạt X phóng xạ bò phân rã. Vào đầu lần đo thứ nhất
sau thời gian 1 phút có 320 hạt
α
phát ra, vào đầu lần đo thứ 2 sau đầu lần đo thứ nhất 2 giờ trong 1
phút có 80 hạt
α
phát ra. Tính chu kỳ bán rã của chất phóng xạ đó.
Bài số 3: Để đo chu kỳ bán rã của 1 chất phóng xạ
β
−
người ta dùng "máy đếm xung". Khi hạt
β

−
đập vào
máy, trong máy xuất hiện 1 xung điện, hệ đếm của máy tăng số đếm thêm 1 đơn vò. Ban đầu máy
đếm được 960 xung trong 1 phút. Sau 3 giờ, máy đếm được 120 xung trong 1 phút (trong cùng điều
kiện đo). Xác đònh chu kỳ phân rã của chất phóng xạ.
Bài số 4: 0,2mg
226
88
Ra phóng ra 4,35.10
8
hạt
α
trong 1 phút. Hãy tìm chu kỳ bán rã của Ra( cho biết cuu kỳ
này là khá lớn so với thời gian quan sát).
Bài số 5: Vào đầu năm, phòng thí nghiệm nhận được 1 mẫu quặng có chứa chất phóng xạ xêsi
137
55
Cs
, khi đó
độ phóng xạ của mẫu là H
0
=1,8.10
5
(Bq).
a- Tính khối lượng của xêsi chứa trong mẫu quăïng đó. Cho biết chu kỳ bán rã của xêsi là30 năm.
b- Tính độ phóng xạ của mẫu quăïng sau 10 năm theo đơn vò Bq và Ci.
c- Vào thời gian nào độ phóng xạ của mẫu bằng 3,6.10
4
(Bq).
Bài số 6:

1/ Sau mỗi giờ số nguyên tử của đồng vò Co55 giảm đi 3,8%. Hãy xác đònh hằng số phóng xạ của đồng vò đó.
2/ Hãy tìm độ phóng xạ của 1 lượng bằng 0,248mg đồng vò phóng xạ Na25 có chu kỳ bán rã 62s. Tính độ
phóng xạ của nó sau 10 phút.
Bài số 7:
1/So sánh hiện tượng phóng xạ và hiện tượng phân hạch.
2/ Hạt nhân Pôlôni
210
84
Po
phát ra hạt
α
và tạo thành hạt nhân
206
82
Pb
. Một mẫu
210
84
Po
nguyên chất có khối
lượng m
0
=1g, sau thời gian 365 ngày tạo ra được thể tíchV=89,5cm
3
khí Hêli ở điều kiện tiêu chuẩn.
Tính chu kỳ bán rã của Poloni.
Bài số 8: Đồng vò
24
11
Na phóng xạ

β
-
tạo hạt nhân con Magiê(Mg).
1/ Viết phương trình của phản ứng phóng xạ và nêu thành phần cấu tạo của hạt nhân con.
2/ Ở thời điểm ban đầu t=0, Na24 có khối lượng m
0
=2,4g thì sau thời gian t=30giờ khối lượng Na24 chỉ còn
lại m=0,6g chưa bò phân rã. Tính chu kỳ bán rã của Na24 và độ phóng xạ của lượng Na24 nói trên ở thời
điểm t=0.
3/ Khi ngiên cứu 1 mẫu chất người ta thấy ở thời điểm bắt đầu khảo sát thì tỉ số khối lượng Mg24 và Nã là
0,25. Hỏi sau bao lâu thì tỉ sốấy bằng 9.
Bài số 9: Urani 238 sau 1 loạt phóng xạ
α
và
β
biến thành chì:
238 206
92 82
8 6U Pb e
α
−
→ + +
. Chu kỳ bán rã của sự
sự biến đổi tổng hợp này là 4,6.10
9
năm. Giả sử ban đầu 1 loại đá chỉ chứa urani và không chứa chì. Nếu
hiện nay tỷ lệ các khối lượng của urani và chì trong đá ấy là
( )
( )
m U

m Pb
=37 thì tuổi của đá ấy là bao nhiêu?
Bài số 10:Lúc đầu có 1 mẫu
210
84
Po
nguyên chất là chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 138 ngày. Các hạt Po phát
ra tia phóng xạ và chuyển thành hạt nhân chì
206
82
Pb
. Hỏi Po phát ra tia phóng xạ nào? Tính tuổi của
mẫu chất trên nếu lúc khảo sát khối lượng chất Po lớn gấp 4 lần khối lượng chì.
Bài số 11: Chu kỳ bán rã của U
238
là 4,5.10
9
năm.
a- Tính số nguyên tử bò phân rã trong 1 năm trong 1(g) U
238
.
b- Hiện nay trong quăïng urani thiên nhiên có lẫn U
238
và U
235
theo tỉ lệ nguyên tử
140
1
, giả thiết ở thời
điểm tạo thành Trái Đất tỉ lệ trên là

1
1
.
Hãy tính tuổi của Trái Đất, biết rằng chu kì bán rã của U
235
là 7,13.10
8
năm.
Bài số 12:
1/ Urani phân rã thành ri theo chuỗi phóng xạ sau đây:
238
92
U Th Pa U Th Ra
α β β α α
− −
→ → → → →
.
a- Viết đẩy đủ chuỗi phóng xạ này(ghi thêm Z và A của các hạt nhân).
b- Chuỗi phóng xạ trên còn tiếp tục cho đến khi hạt nhân con là đồng vò bền
206
82
Pb
(chì). Hỏi
238
92
U
biến
thành
206
82

Pb
sau nhiêu phóng xạ
α
và
β
−
.
2/ Hạt nhân
235
92
U
hấp thụ hạt n sinh ra x hạt
α
, y hạt
β
, một hạt
208
82
Pb
và 4 hạt n. Hãy xác đònh: Số hạt x và
y bản chất hạt
β
trong phản ứng. Viết phương trình đầy đủ các phản ứng này.
3/ Hãy cho biết bản chất các tia phóng xạ, viết các phương trình mô tả qui tắc dòch chuyển trong các
phóng xạ trên khi biết hạt nhân mẹ là
A
z
X
.
Bài số 13:

1/ Phát biểu đònh nghóa và cho ví dụ về phản ứng nhiệt hạch. Nêu điều kiện xẩy ra phản ứng nhiệt hạch
và giải thích tại sao cần điều kiện đó.
2/ Hạt nhân Triti T và Đơtơri D tham gia phản ứng nhiệt hạch sinh ra hạt nhân X và hạt Nơtron. Viết
phương trình phản ứng và tìm năng lượng toả ra từ phản ứng. Cho biết độ hụt khối của các hạt nhân là:
∆
m
T
=0,0087u,
∆
m
D
=0,0024u,
∆
m
X
=0,0305u.
Bài số 14: Hạt
α
có động năng 4(Mev) bắn vào hạt nhân Al đang đứng yên gây ra phản ứng:
27 30
13 15
A
z
Al P X
α
+ → +
. Cho biết khối lượng các hạt nhân:
4,0015 ; 26,97435 ; 1,0087 ; 29,97005 .
Al n P
m u m u m u m u

α
= = = =
1/ Viết phương trình phản ứng.
2/ Phản ứng trên thuộc toả hay thu năng lượng. Tính năng lượng của phản ứng.
3/ Biết hạt notron sinh ra sau phản ứng chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của
hạt
α
. Hãy tính động năng của hạt notron và của hạt nhân phốt pho, tìm góc giữa phương chuyển động
của notron và hạt nhân phốt pho.
Bài số 15:
1/ Hạt
α
có động năng
K
α
=4(Mev) đến tương tác với hạt nhân
14
7
N
(nitơ) đang đứng yên. Sau phản ứng có
hạt proton và hạt nhân X. Cho biết:
4,0015 ; 1,0073 ; 13,9992 ; 16,99456 .
P N X
m u m u m u m u
α
= = = =
a- Viết phương trình phản ứng và tính năng lượng của phản ứng.
b- Cho động năng của proton: K
P
=2,09(Mev). Xác đònh góc giữa phương chuyển động của hạt

α
và
proton?
2/ Cho phản ứng:
2 3
1 1
D T+
=n+X.
a- Hạt nhân X là hạt nhân gì? Tính năng lượng của phản ứng.
Cho biết: m
D
=2,0136u; m
T
=3,0160u; m
n
=1,0087u; m
X
=4,0015u.
b- Nước trong thiên nhiên có chứa 0,015% nước nặng D
2
0. Hỏi nếu dùng toàn bộ đơtơri có trong 1m
3
nước để làm nhiên liệu cho phản ứng thì năng lượng thu được( tính ra KJ) là bao nhiêu?
Bài số 16: Dưới tác dụng của bức xạ
γ
, Hạt nhân của đồng vò bền Beri
9
4
Be
và Cacbon

12
6
C có thể tách ra
thành các hạt nhân
4
2
He
và có thể sinh ra hoạc không sinh ra các hạt khác kèm theo. Cho biết:
m
Be
=9,01219u; m
He
=4,002604u; m
c
=12u; m
n
=1,008670u.
1/ Viết phương trình của các phản ứng biến đổi đó.
2/ Xác đònh tần số tối thiểu của các lượng tử
γ
để thực hiện các phản ứng đó.
Bài số 17: Hạt Proton có động năng K
P
=1MeV bắn vào hạt nhân
7
3
Li đang đứng yên thì sinh ra phản ứng tạo
thành 2 hạt X có bản chất giống nhau và không kèm theo bức xạ
γ
. Cho biết: m

Li
=7,0144u; m
p
=1,0073u;
m
X
=4,0015u.
1/ Viết phương trình phản ứng và cho biết phản ứng toả hay thu bao nhiêu năng lượng.
2/ Tìm động năng của mỗi hạt X được tạo ra, biết rằng chúng có cùng vận tốc.
3/ Tìm góc giữa phương chuyển động của 2 hạt X, biết rằng chúng bay ra đối xứng với nhau qua phương
tới của Proton.
Bài số 18: Cho phản ứng hạt nhân:
10 8
5 4
23 1 20
11 1 10
37 1 37
17 0 18
3 4 1
1 2 0
17,6
B X Be
Na P X Ne
cl X n Ar
T X He N MeV
α
+ → +
+ → +
+ → +
+ → + +

a-Viết đầy đủ các phản ứng đó.
b-Tính năng lượng toả ra từ phản ứng (4) khi tổng hợp được 1g He
Bài số 19:
1/ Máy gia tốc dùng để làm gì? Nêu nguyên tắc hoạt động của máy Xiclôtrôn.
2/ Nếu 1 hạt(có khối lượng m, điện tích q) quay nhiều lần trên q đạo tròn vuông góc với từ trường có
cảm ứng từ B, thì tần số quay gọi là tần số Xiclôtrôn. Nó có phụ thuộc vào bán kính q đạo và vận tốc
của hạt không?
3/ Tính tuổi của 1 cái tượng cổ biết rằng độ phóng xạ
β
−
của nó bằng 0,77 lần độ phóng xạ của 1 khúc gỗ
vừa mới chặt.
Bài số 20: Giữa 2 phần hộp chữ D của 1 máy Xiclôtrôn có bán kính R=1m, người ta ta đặt 1 hiệu điện thế
xoay chiều 80KV, tần số f=10MHz. Một chùm hạt Proton được gia tốc trong máy này, cho
m
p
=1,007276u=1,67.10
-27
kg.
1/ Xác đònh cảm ứng từ B để máy hoạt động bình thường.
2/ Tìm vận tốc và động năng của mỗi hạt bay ra khỏi máy.
3/ Tính số vòng quay của mỗi hạt trước khi bay ra khỏi máy.
Bài số 21:
1/ Thế nào là phản ứng hạt nhân?Phát biểu các đònh luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân.
2/ Sau 2 giờ độ phóng xạ của 1 chất giảm đi 4 lần.
a- Xác đònh
λ
và T của chất phóng xạ.
b- Hỏi sau 6 giờ độ phóng xạ của chất đó còn bao nhiêu phần trăm.
3/ Cho phản ứng hạt nhân:

230 226
90 88
4,91( )Th Ra Mev
α
→ + +
.
a- Cho biết cấu tạo của hạt
α
.
b- Phản ứng trên nói lên điều gì.
c- Tính động năng của hạt nhân ri. Biết rằng hạt nhân Th đứng yên( lấy khối lượng gần đúng của các
hạt nhân tính bằng đơn vò u có giá trò bằng số khối của chúng).
4/ Nếu một hạt m có điện tích q quay nhiều lần trên q đạo tròn vuông góc với từ trường có cảm ứng từ B
thì tần số quay gọi là tần số xiclôtrôn. Tính tần số này? Nó có phụ thuộc vào bán kính q đạo và vận
tốc của hạt không.
Bài số 22: