Chuyên đề vật lý hạt nhân

Chia sẻ: ktct_1669

Vật lý hạt nhân là một nhánh của vật lý đi sâu nghiên cứu về hạt nhân của nguyên tử (gọi tắt là hạt nhân). Vật lý hạt nhân gồm 3 phần: mô tả các hạt cơ bản ( prôtôn và nơtrôn) và các tương tác giữa chúng, phân loại và trình bày các tính chất của hạt nhân, và cung cấp các kỹ thuật tân tiến mà nó mang lại. Cuốn sách này được biên soạn với mục đích trình bày các lý thuyết về vật lý hạt nhân ở mức độ vừa phải nhằm giúp sinh viên có thể...

Bạn đang xem 20 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Chuyên đề vật lý hạt nhân

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân
V t lý h t nhân




Chuyên ñ




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


N i dung
A. Tóm t t ki n th c
1. C u t o c a h t nhân nguyên t
2. Phóng x
3. H th c Anhxtanh gi a năng lư ng và kh i lư ng
4. Năng lư ng liên k t c a h t nhân
5. Ph n ng h t nhân
6. Các lo i ph n ng h t nhân t a năng lư ng
B. Các bài toán cơ b n
C. Bài t p t gi i




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
A. Tóm t t ki n th c
V t lý h t nhân




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


A. Tóm t t ki n th c

1. C u t o c a h t nhân nguyên t

H t nhân nguyên t ñư c c u t o t các h t nh hơn, g i là nuclon. Có
hai lo i nuclon: proton mang ñi n tích nguyên t dương +e và nơtron
không mang ñi n.

Ký hi u h t nhân:
V iZ : s proton
A
X N=A–Z : s nơtron
Z
A : S kh i




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


A. Tóm t t ki n th c (tt)
2. Phóng x
a) ð nh nghĩa: Phóng x là hi n tư ng m t h t nhân t ñ ng phóng ra
nh ng b c x g i là tia phóng x và bi n ñ i thành h t nhân khác. Có 3 lo i
tia phóng x :
Tia α

Tia β (β+ và β-)

Tia γ





Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


A. Tóm t t ki n th c (tt)

2. Phóng x (tt)

b) ð nh lu t phóng x :

M i ch t phóng x ñư c ñ c trưng b i m t th i gian T g i là chu kỳ bán rã,
c sau m i chu kỳ này thì m t n a s nguyên t h t nhân c a ch t y ñã
bi t ñ i thành ch t khác.

N0
= N0 e−λt
N(t) = No, mo: s nguyên t , kh i lư ng ban ñ u
2t / T
m N(t), m(t): s nguyên t , kh i lư ng th i ñi m t
m(t) = t /0T = m0 e−λt
2

ln2
V i λ= là h ng s phóng x
T



Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


A. Tóm t t ki n th c (tt)

2. Phóng x (tt)

c) ð phóng x c a m t m u ch t phóng x ñư c ño b ng s phân rã trong
m t giây:
−dN
H= = λN
dt
H(t) = H0 e −λt
ðơn v ño ñ phóng x : 1 Bq = 1 phân rã trong m t giây.

1 Ci = 3,7.1010 Bq




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


A. Tóm t t ki n th c (tt)

3. H th c Anhxtanh gi a năng lư ng và kh i lư ng

N u m t v t có kh i lư ng m thì nó cũng có m t năng lư ng E t l v i
m, E g i là năng lư ng ngh : E = mc2

Trong ñó c: v n t c ánh sáng trong chân không.
MeV
: là ñơn v ño kh i lư ng.
2
c
1MeV
= 1,7827.10 −30 kg
c2
MeV
1u = 1,66055.10-27kg = 931,5
c2




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


A. Tóm t t ki n th c (tt)

4. Năng lư ng liên k t c a h t nhân

ð h t kh i c a h t nhân: ∆m = Zmp + (A – Z)mn – m

Trong ñó mp, mn và m tương ng là kh i lư ng c a proton, nơtron và
c a h t nhân.

Năng lư ng liên k t c a h t nhân: ∆E = ∆m.c2
∆E
. H t nhân có năng lư ng liên k t riêng
Năng lư ng liên k t riêng
A
càng l n thì càng b n v ng.




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


A. Tóm t t ki n th c (tt)

5. Ph n ng h t nhân

a) Ph n ng h t nhân là tương tác gi a hai h t nhân d n ñ n s bi n ñ i
c a chúng thành các h t nhân khác.
A +Z22 B →Z33 C +Z44 D
A
A1 A A
Z1


b) Ph n ng h t nhân tuân theo các ñ nh lu t b o toàn:

• B o toàn s nuclon: A1 + A2 = A3 + A4

• B o toàn ñi n tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4
uur uu
r uur uur
• B o toàn ñ ng lư ng: mA v A + mB vB = mC v C + mD vD

• B o toàn năng lư ng: (mA+mB)c2 + KA+ KB = (mC + mD) c2 + KC + KD




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


A. Tóm t t ki n th c (tt)

5. Ph n ng h t nhân (tt)

c) Phóng x cũng là ph n ng h t nhân:

A→B+C

d) Năng lư ng c a ph n ng h t nhân:

Q = (Mo - M)C2

V i: Mo = mA + mB

M = mC + mD

N u Mo > M: Ph n ng t a năng lư ng

Mo < M: Ph n ng thu năng lư ng




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


A. Tóm t t ki n th c (tt)
6. Các lo i ph n ng h t nhân t a năng lư ng
Có hai lo i ph n ng h t nhân t a năng lư ng:
• Ph n ng phân h ch: M t h t nhân r t n ng (U235 ho c Pu239) h p
th m t nơtron v thành hai h t nhân trung bình và t o ra 2-3 nơtron.
N u ph n ng phân h ch có tính dây chuy n thì nó t a ra năng lư ng
r t l n (có tác d ng tàn phá trong s n bom nguyên t ). Ph n ng
phân h ch ñư c kh ng ch trong lò ph n ng h t nhân.
• Ph n ng nhi t h ch: Hai h t nhân r t nh có th k t h p v i nhau
thành m t h t nhân n ng hơn. Ph n ng này ch x y ra nhi t ñ
hàng trăm tri u ñ nên g i là ph n ng nhi t h ch. Con ngư i m i ch
th c hi n ñư c ph n ng này dư i d ng không ki m soát ñư c (s
n c a bom H).


Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
B. Các bài toán cơ b n
V t lý h t nhân




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


Bài toán 1: ð nh lu t phóng x - Xác ñ nh tu i c a m u v t

Phương pháp gi i
m
1) Gi a s nguyên t (N) và kh i lư ng (m) có m i liên h : N = NA
A
V i NA = 6,022.1023 mol-1 là s Avôgañrô

A: Kh i lư ng c a m t mol ch t.

m: kh i lư ng c a m u ch t.

2) S nguyên t ho c kh i lư ng ch t phóng x còn l i th i ñi m t

No, mo: là s nguyên t ho c kh i lư ng m u
N
N(t) = t /0T = N0 e − λ t
2 ch t th i ñi m ban ñ u
m
m(t) = t /0T = m 0 e − λ t T: chu kỳ bán rã
2
ln2
λ= : h ng s phóng x .
T


Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân

Phương pháp gi i (tt)
3) S nguyên t ho c kh i lư ng ch t phóng x ñã phân rã trong th i gian t.
∆N = N0 − N(t) = N0 (1 − e −λt )
∆m = m0 − m(t) = m0 (1 − e−λt )
4) ð phóng x là s h t nhân nguyên t phân rã trong m t ñơn v th i gian
H = λN = λNo e −λt = Ho e −λt
5) Tính tu i c a m u v t:
ð tính tu i c a m u v t, ngư i ta thư ng ño t l gi a s nguyên t (ho c
kh i lư ng) c a s n ph m phóng x và s nguyên t (ho c kh i lư ng) còn
l i c a ch t phóng x .
∆N No (λ − e−λt ) ln(α + 1) ln(α + 1)
= e λt − 1 ⇒ t =
α= = =T
No e−λt λ
N(t) ln2
Cũng có th d a vào ñ phóng x ñ tính tu i c a m u v t:
H  H 
ln  0  T ln  0 
H  H(t)   H(t) 
H
t= 
H(t) = H0 e −λt ⇒ eλt = 0 ; λt = ln  0  ; =
H( t ) λ
 H(t)  ln 2

Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân

238
U là T = 4,5.109 năm. ð phóng x c a 1
Thí d 1: Chu kỳ bán rã c a 92
238
U là (l y 1 năm = 365 ngày; NA = 6,022.1023)
gam 92


A. 15322 Bq

B. 12358 Bq

C. 13252 Bq

D. M t giá tr khác.

Gi i

Ta có:
ln 2 m
H = λN = . .N A
TA
ln 2 1
= .6,022.10 23
.
4,5.10 9.365.24.3600 238
= 12358 (Bq) ⇒ Ch ä n (B)


Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


Thí d 2: Lúc ñ u có m t m u 210 Po (poloni) nguyên ch t là ch t phóng x
84

có chu kỳ bán rã T = 138 ngày. Poloni phát ra tia α và bi n ñ i thành chì 206 Pb
82

th i ñi m kh o sát ngư i ta th y kh i lư ng poloni l n g p 4 l n kh i
lư ng chì có trong m u. Tu i c a m u ch t là:

A. 45,2 ngày

B. 90,4 ngày

C. 22,5 ngày

D. 60,3 ngày




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


Thí d 2 (tt) - Gi i

S nguyên t poloni còn l i th i ñi m t:

N(t) = N0e-λt ⇒ Kh i lư ng pôloni còn l i:
N0 e−λt .210
N(t)
m1 = .210 =
NA NA
S nguyên t chì t o thành (b ng s nguyên t polini ñã phân rã)

∆N = N0 – N(t) = N0(1 – e-λt) ⇒ Kh i lư ng chì t o thành:
No (1 − e−λt ).206
∆N
m2 = .206 =
NA NA
N0 e−λt .210 4N0 (1 − e −λt ).206
Theo gi thi t m1 = 4m2 ⇒ =
NA NA
 824 
824
Do ®ó: e−λt = − λt = ln 
; 
 1034 
1034
 824  824 824
ln   T ln 138ln
t= 
1034  1034 = 1034 = 45,2 ngày ⇒ Chän A
=
−λ − ln2 − ln2

Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân

60
Co x p x b ng 5 năm. Sau 10 năm, t m t
Thí d 3: Chu kì bán rã c a 27
60
ngu n Co kh i lư ng 1g s còn l i bao nhiêu gam?
27


A. G n 0,75g

B. G n 0,25g

C. G n 0,50g

D. G n 0,10g

Gi i


m0 m0 m0
Áp d ng công th c: m = = = = 0,25(g) ⇒ Chän B
t/T
22 4
2




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân

222
Thí d 4: T i th i ñi m ban ñ u ngư i ta có 3,0g Rn. Rañon (Rn) là ch t
86

phóng x có chu kỳ bán rã T = 3,6 ngày. Trong th i gian 3 ngày, s nguyên
t Rañon b phân rã là:
A. 4,56.1021
B. 45,6.1021
C. 35,7.1021
D. 3,57.1021

Gi i
m 3
S nguyên t Rn ban ñ u là: N0 = 0 .NA = .6,022.1023
A 222
S nguyên t Rn b phân rã trong th i gian t = 3 ngày là:
∆N = N0 − N(t) = N0 (1 − e−λt )
ln 2

3 .3
= .6,022.10 (1 − e ) = 3,57.1021 (nguyên tö ) ⇒ Chän D
23 3,6

222

Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


Thí d 5: 210 Po là ch t phóng x có chu kỳ bán rã T = 140 ngày. ð ñ
84

phóng x Ho c a nó gi m xu ng e l n (e là cơ s c a loga t nhiên) thì c n
kho ng th i gian là bao nhiêu?

A. 180 ngày

B. 200 ngày

C. 202 ngày

D. 240 ngày

Gi i
H0
H = H0 e −λt ⇐ eλt = =e
H
⇒ λt = 1
1 T 140
t= = = = 202 (ngày) ⇒ Chän C
λ ln2 ln2


Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
C. Bài t p t gi i
V t lý h t nhân




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


Co là ñ ng v phóng x phát ra tia β- và γ v i chu kỳ bán rã T = 71,3
60
Bài 1: 27
60
Co b phân rã bao
ngày. Tìm xem trong m t tháng (30 ngày) ch t cơ b n 27

nhiêu ph n trăm.

A. 25,3%

B. 16,4%

C. 30,5%

D. 40,2%




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


Co là ñ ng v phóng x phát ra tia β- và γ v i chu kỳ bán rã T = 71,3
60
Bài 1: 27
60
Co b phân rã bao
ngày. Tìm xem trong m t tháng (30 ngày) ch t cơ b n 27

nhiêu ph n trăm.

A. 25,3%

B. 16,4%

C. 30,5%

D. 40,2%




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân

2 22
Rn là ch t phóng x v i chu kỳ bán rã T = 3,8
Bài 2: Ban ñ u có 2g Rañon 86

222
ngày. Tính ñ phóng x c a lư ng 86 Rn nói trên th i ñi m t = 1,5T.

A. 4,05.1016 (Bq)

B. 4,05.1015 (Bq)

C. 2,02.1015 (Bq)

D. 2,02.1016 (Bq)




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân

2 22
Bài 2: Ban ñ u có 2g Rañon 86 Rn là ch t phóng x v i chu kỳ bán rã T =
222
3,8 ngày. Tính ñ phóng x c a lư ng 86 Rn nói trên th i ñi m t = 1,5T.

A. 4,05.1016 (Bq)

B. 4,05.1015 (Bq)

C. 2,02.1015 (Bq)

D. 2,02.1016 (Bq)




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


Bài 3: H t nhân urani 238 U phát ra m t s h t α và m t s h t β- ñ bi n
92

thành h t nhân rañi 226 Ra . S h t α và s h t β- là:
88

A. Hai h t α và hai h t β-

B. Ba h t α và hai h t β-

C. Ba h t α và ba h t β-

D. Ba h t α và b n h t β-




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


Bài 3: H t nhân urani 238 U phát ra m t s h t α và m t s h t β- ñ bi n
92

thành h t nhân rañi 226 Ra . S h t α và s h t β- là:
88

A. Hai h t α và hai h t β-

B. Ba h t α và hai h t β-

C. Ba h t α và ba h t β-

D. Ba h t α và b n h t β-




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


238
phóng x α và β ñ thành ñ ng v chì 206 Pb . Chu kỳ
92 U
Bài 4: ð ng v 82
238
là T = 4,5.109 năm. Trong m t m u ñá lúc ñ u ch có 238 U
92 U
bán rã c a 92 .

T l hi n nay gi a kh i lư ng c a U238 và chì Pb 206 b ng 37. Tu i c a
m u ñá là:

A. 1,73.108 năm

B. 1,73.107 năm

C. 3,46.108 năm

D. 3,46.107 năm




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


238
phóng x α và β ñ thành ñ ng v chì 206 Pb . Chu kỳ
92 U
Bài 4: ð ng v 82
238
là T = 4,5.109 năm. Trong m t m u ñá lúc ñ u ch có 238 U
92 U
bán rã c a 92

T l hi n nay gi a kh i lư ng c a 238 và chì Pb 206 b ng 37. Tu i c a
m u ñá là:

A. 1,73.108 năm

B. 1,73.107 năm

C. 3,46.108 năm

D. 3,46.107 năm




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


Bài 5: M t ngôi m v a ñư c khai qu t. Ván quan tài c a nó có ch a 50g
14
cácbon có ñ phân rã 457 phân rã/phút. (ch có ñ ng v phóng x ). Bi t
6C

r ng ñ phóng x c a cây c i ñang s ng b ng 15 phân rã/phút tính trên
14
1gam cácbon. Chu kỳ bán rã c a là 5600 năm. Tu i c a ngôi m ñó c
6C

b ng:

A. 2800 năm

B. 1400 năm

C. 4000 năm

D. 8000 năm




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân


Bài 5: M t ngôi m v a ñư c khai qu t. Ván quan tài c a nó có ch a 50g
14
cácbon có ñ phân rã 457 phân rã/phút. (ch có ñ ng v phóng x ). Bi t
6C

r ng ñ phóng x c a cây c i ñang s ng b ng 15 phân rã/phút tính trên
1gam cácbon. Chu kỳ bán rã c a 14 C là 5600 năm. Tu i c a ngôi m ñó c
6

b ng:

A. 2800 năm

B. 1400 năm

C. 4000 năm

D. 8000 năm




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)




Chuyên ñ

V t lý h t nhân (ti p theo)




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


N i dung

N i dung và phương pháp gi i

Các ví d

Bài t p áp d ng




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


N i dung và phương pháp gi i

1. Vi t phương trình ph n ng h t nhân. (Xác ñ nh m t h t nhân nào ñó khi
bi t các h t nhân khác).

• Ch c n áp d ng ñ nh lu t b o toàn s kh i (A) và ñ nh lu t b o toàn
ñi n tích (b o toàn nguyên t s Z).

2. Tính năng lư ng liên k t hay năng lư ng liên k t riêng c a h t nhân - So
sánh ñ b n v ng c a các h t nhân

• Áp d ng công th c ñ nh nghĩa năng lư ng liên k t:

∆E = ∆mc2 v i ∆m = Zmp + (A – Z)mn – m

Lưu ý: 1 931MeV/c2
• u
∆E
- Năng lư ng liên k t riêng v i A là s nuclon c a h t nhân.
A
- H t nhân nào có năng lư ng liên k t riêng l n hơn thì b n hơn.


Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


N i dung và phương pháp gi i (tt)
3. Tính năng lư ng c a ph n ng h t nhân:
Áp d ng công th c: Q = (M0 – M)c2

• N u Q > 0: ph n ng t a năng lư ng.
Q < 0: ph n ng thu năng lư ng.
(Trong ñó M0: t ng kh i lư ng các h t nhân tham gia ph n ng
M: t ng kh i lư ng các h t nhân thu ñư c sau ph n ng)
4. Xác ñ nh ñ ng năng, v n t c ho c hư ng bay c a các h t nhân (khi b n
h t nhân b ng h t nhân khác).
• Phương pháp chung:
- Căn c vào ñ nh lu t b o toàn ñ ng lư ng, ñ nh lu t b o toàn
năng lư ng ñ l p h phương trình. Gi i h phương trình ñ rút
ra ñ i lư ng c n tìm.

Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Các ví d - Ví d 1

( P) v F t ¹o ra ph¶n øng: P + 19 F → O+x
B¾n proton o h¹t nh©n
1 19 16
1 9 9 8

H¹t nh©n x l :
B. α
A. 7 L
3

C. N¬tron 10
D. Be
4



Gi i
Ta có: 1P + 19 F → O+ AX
16
1 9 8 Z


Áp d ng ñ nh lu t b o toàn nuclôn: 1 + 19 = 16 + A ⇒ A = 4

Áp d ng ñ nh lu t b o toàn ñi n tích: 1 + 9 = 8 + Z ⇒ Z = 2

V y h t nhân A X chính là 4 α (h t nhân hêli)
Z 2

Ch n ñáp án B



Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Các ví d (tt) – Ví d 2

Cho kh i lư ng proton và nơtron l n lư t là: mp = 1,007276u; kh i lư ng
20
nơtron là mn = 1,008665u và 1u = 931,5MeV/c2. H t nhân 10 Ne có kh i
lư ng m = 19,98950u có lăng lư ng liên k t riêng là:

A. 7,6662 MeV/nuclon B. 9,6662 MeV/nuclon

C. 8,0323 MeV/nuclon D. 7,0738 MeV/nuclon

Gi i
Áp dông công thøc:
E =  Zmp + (A − Z)mn − m  c 2
 
= [10 x 1,007276 + (20 − 10) . 1, 008665 − 19,986950] 931,5
= 160,6465 MeV
∆E 160,6465
= = 8,0323 MeV / nuclon ⇒ Chän C
VËy:
A 20


Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Các ví d (tt) – Ví d 3
Xét ph n ng h t nhân: 2 D + 2 D → 3 He + n
1 1 2

Bi t kh i lư ng các nguyên t tương ng mD = 2,0141u; mHe = 3,0160u và
kh i lư ng nơtron mn = 1,0087u. Cho 1u = 931,5 MeV/c2. Năng lư ng t a ra
trong ph n ng trên b ng:
A. 4,19 MeV B. 3,07 MeV C. 3,26 MeV D. 5,43 MeV
Gi i
Q = (M0 − M)c 2 = 2m 2 D − m 3 He − mn  c 2
 (1 ) (2 ) 
 
Trong ñó * m 2 D là kh i lư ng h t nhân ñơteri:
1

m 2 D − mD − me  mD: kh i lư ng nguyên t ñơteri

1

 me: kh i lư ng electron
* m 3 He = mHe − 2me  mHe: kh i lư ng nguyên t hêli


2


Rót ra Q = [ 2mD − mHe − mn ] c 2
= (2 x 2,0141 − 3,0160 − 1,0087).931,5 = 3,26MeV ⇒ Chän C

Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Các ví d (tt) – Ví d 4

Dùng h t α b n phá h t nhân 27 Al (ñ ng yên) ta có ph n ng:
13

Al + α → P + 0 n. Bi t kh i lư ng các h t nhân là: mα = 4,0015u; mAl =
27 30 1
13 15

26,974u; mP =29,970u; mn = 1,0087u; 1u = 931 MeV/c2; B qua ñ ng năng
c a các h t sinh ra. ð ng năng t i thi u c a h t α ñ ph n ng x y ra là:

A. 2 MeV B. 3 MeV C. 4 MeV D. 5 MeV

Gi i
Q = (M0 − M)c 2 = (mAl + mα − mP − mn )c 2
= (26,974 + 4,0015 − 29,970 − 1,0087).931 − 3,0 (MeV)
Ph¶n øng thu n¨ng l−îng. § Ó ph¶n øng x¶y ra :
K α + M0c 2 ≥ Mc 2
⇒ K α ≥ − Q ⇒ K α ≥ 3,0(MeV)
⇒ Chän B


Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Các ví d (tt) – Ví d 5
Ngư i ta dùng h t proton b n vào h t nhân 9 Be ñ ng yên ñ gây ra ph n
4
6
ng: P + 9 Be → 6 Li + α . Bi t ñ ng năng c a proton 3 Li và α l n lư t là 5,45
4 3

MeV; 3,575 MeV và 4,0 MeV. Phát bi u nào sau ñây ñúng.
A. Ph n ng trên thu năng lư ng là 2,125 MeV.
B. Ph n ng trên t a năng lư ng là 3,26 MeV.
C. Ph n ng trên t a năng lư ng là 2,125 MeV.
D. Không xác ñ nh ñư c năng lư ng c a ph n ng vì không cho kh i
lư ng các h t nhân.
Gi i
Áp dông ®Þnh luËt b¶o to n n¨ng l−îng: K P + M0c 2 = Mc 2 + K Li + K α
⇒ Q = (M0 − M)c 2 = K Li + K α − K P
= 3,575 + 4 − 5,45 = 2,125 (MeV)
Q > 0 : ph¶n øng táa n¨ng l−îng 2,125 (MeV) ⇒ chän C

Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Các ví d (tt) – Ví d 6

U → α+ AX
234
234
U ñ ng yên phân rã theo phương trình:
H t nhân 92 Z
92

Bi t năng lư ng t a ra trong ph n ng trên là 14,15 MeV. ð ng năng c a
h t α là (l y x p x kh i lư ng các h t nhân theo ñơn v u b ng s kh i c a
chúng).

A. 13,72 MeV B. 12,91 MeV C. 13,91 MeV D. 12,79 MeV

Gi i
U → 4α +
Ph−¬ng tr × nh ph¶n øng: 234 230
X
92 2 90

Áp dông ®Þnh luËt b¶o to n ®éng l−îng :
uu uu
rr
Pα + Px = 0 (do urani ban ®Çu ®øng y ª n)
⇒ Pα 2 = Px 2
mαK α 4K α 2K α
2mαK α = 2mxK x ⇒ K x = = =
mx 230 115


Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Các ví d (tt) – Ví d 6 (tt)

Áp dông ®Þnh luËt b¶o to n n¨ng l−îng :
K x + K α = (M0 − M)c 2 = Q
2K α
⇒ + K α = 14,15
115
115 x14,15
VËy K α = ≈ 13,91 (MeV)
117
Chän ®¸p ¸n C




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Các ví d (tt) – Ví d 7

H t proton có ñ ng năng K1= 5,48 MeV ñư c b n vào h t nhân 9 Be ñ ng
4
6
yên thì th y t o thành h t nhân 3 Li và m t h t X bay ra, v i ñ ng năng b ng
K2 = 4 MeV, theo hư ng vuông góc v i hư ng chuy n ñ ng c a h t proton
t i. Tính v n t c chuy n ñ ng c a h t nhân Li (l y kh i lư ng các h t nhân
tính theo ñơn v u g n b ng s kh i). Cho 1u = 931 MeV/c2.

A. 10,7.106 m/s B. 1,07.106 m/s

C. 8,24.106 m/s D. 0,824.106 m/s




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Các ví d (tt) – Ví d 7 (tt)
Ph−¬ng tr × nh ph¶n øng: u
r
Px
P + 9 Be → 6 Li + 4 X
1
1 4 3 2

Áp dông ®Þnh luËt b¶o to n ®éng l−îng:
uu uu uu
r r r uu uu
r r
P1 = Px + PLi m Px ⊥ P1
u
r
⇒ PLi = Px + Pl
2 2 2
P1
2mLiK Li = 2mxK 2 + 2mPK1
mxK 2 + mPK1 4x4 + 5,48
⇒ K Li = = = 3,58 (MeV) u
r
mLi 6
PLi
mLi v 2
MÆt kh¸c : K Li =
2
2K Li 2x3,58 (MeV)
⇒v= =
mLi 6 (u)
2x3,58xc 2 2x3,58 2x3,58
= =c = 3.108 = 10,7.106 (m / s) ⇒ Chän A
6x931 6x931 6x931

Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Các ví d (tt) – Ví d 7 (tt)
Chú ý:
1) Xét ph n ng: A + B → C + D
Ngoài cách tính năng lư ng ph n ng h t nhân theo công th c cơ b n:
Q = (M0 – M)c2
Còn có th tính năng lư ng theo các công th c sau:
Q = [∆mC + ∆mD – (∆mA + ∆mB)]
Ho c: Q = Wlk(C) + Wlk(D) – (WlkA + WlkB)
Ho c: Q = KC + KD – (KA + KB)
2) Gi a ñ ng lư ng (P) và ñ ng năng (K) c a m t h t có h th c:
P2 = 2mK; v i m: kh i lư ng c a h t ñó.
3) Ph i vi t ñ nh lu t b o toàn ñ ng lư ng dư i d ng véctơ
uu uu uu uu
rr r r
PA + PB = PC + PD
(Lưu ý: h t nhân ñ ng yên có ñ ng lư ng b ng 0)

Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Bài t p áp d ng - Bài 1
235
U h p th nơtron nhi t, phân h ch và sau m t vài quá trình ph n ng
92

d n ñ n k t qu t o thành các h t nhân b n theo phương trình sau:
Zn + xn + yβ− + yγ −
U+n → Nd +
235 143 90
92 60 40


Trong ñó x và y tương ng là s h t nơtron, electron và ph n nơtrinô phát
ra, x và y b ng:

A. x = 4; y = 5 B. x = 5; y = 6

C. x = 3; y = 8 D. x = 6; y = 4




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Bài t p áp d ng - Bài 1
235
U h p th nơtron nhi t, phân h ch và sau m t vài quá trình ph n ng
92

d n ñ n k t qu t o thành các h t nhân b n theo phương trình sau:
Zn + xn + yβ− + yγ −
U+n → Nd +
235 143 90
92 60 40


Trong ñó x và y tương ng là s h t nơtron, electron và ph n nơtrinô phát
ra, x và y b ng:

A. x = 4; y = 5 B. x = 5; y = 6

C. x = 3; y = 8 D. x = 6; y = 4




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Bài t p áp d ng - Bài 2

Năng lư ng liên k t c a các h t nhân: 2 H; 2 He; 56 235
Ul n lư t là:
Fe và
1 2 26 92

2,22; 2,83; 492 và 1786 (MeV). H t nhân b n v ng nh t là:
A. 2 H B. 3 He 56 235
C. Fe D. U
1 2 26 92




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Bài t p áp d ng - Bài 2

Năng lư ng liên k t c a các h t nhân: 2 H; 2 He; 56 235
Ul n lư t là:
Fe và
1 2 26 92

2,22; 2,83; 492 và 1786 (MeV). H t nhân b n v ng nh t là:
A. 2 H B. 3 He 56 235
C. Fe D. U
1 2 26 92




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Bài t p áp d ng – Bài 3

Năng lư ng liên k t c a h t nhân ñơteri là 2,2 MeV và c a 4 He là 28 MeV.
2
4
N u hai h t nhân ñơteri t ng h p thành 2 He thì năng lư ng t a ra là:

A. 30,2 MeV B. 25,8 MeV

C. 23,6 MeV D. 19,2 MeV




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Bài t p áp d ng – Bài 3

Năng lư ng liên k t c a h t nhân ñơteri là 2,2 MeV và c a 4 He là 28 MeV.
2
4
N u hai h t nhân ñơteri t ng h p thành 2 He thì năng lư ng t a ra là:

A. 30,2 MeV B. 25,8 MeV

C. 23,6 MeV D. 19,2 MeV




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Bài t p áp d ng – Bài 4

P0 ñ ng yên, phân rã α thành h t nhân chì. ð ng năng c a h t
210
H t nhân 84

α bay ra chi m bao nhiêu ph n trăm c a năng lư ng phân rã?

A. 1,9% B. 98,1% C. 81,6% D. 19,4%




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Bài t p áp d ng – Bài 4

P0 ñ ng yên, phân rã α thành h t nhân chì. ð ng năng c a h t
210
H t nhân 84

α bay ra chi m bao nhiêu ph n trăm c a năng lư ng phân rã?

A. 1,9% B. 98,1% C. 81,6% D. 19,4%




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Bài t p áp d ng – Bài 5

R a là ch t phóng x α. Gi s ban ñ u h t nhân rañi ñ ng yên ;
226
Rañi 88

ph n ng phân rã t a ra m t năng lư ng là 5,96 MeV. Tính ñ ng năng c a
h t α sau ph n ng( xem kh i lư ng các h t nhân tính theo ñơn v u x p x
b ng s kh i c a chúng).

A. 5,855 MeV B. 0,105 MeV

C. 5,645 MeV D. 0,315 MeV




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Bài t p áp d ng – Bài 5

R a là ch t phóng x α. Gi s ban ñ u h t nhân rañi ñ ng yên ;
226
Rañi 88

ph n ng phân rã t a ra m t năng lư ng là 5,96 MeV. Tính ñ ng năng c a
h t α sau ph n ng( xem kh i lư ng các h t nhân tính theo ñơn v u x p x
b ng s kh i c a chúng).

A. 5,855 MeV B. 0,105 MeV

C. 5,645 MeV D. 0,315 MeV




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Bài t p áp d ng – Bài 6

H t nhân triti và ñơteri tham gia ph n ng nhi t h ch theo phương trình:

D + 31T → α+n
2 4
1 2


ð h t kh i c a triti là: ∆mT = 0,0087u; c a ñơteri là ∆mD = 0,0024u; c a h t
α là ∆mα = 0,0305u. Cho 1u = 931 MeV/c2. Ph n ng t a ra m t năng lư ng
là:

A. 3,26 MeV B. 18,06 MeV

C. 1,806 MeV D. 23,20 MeV




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Bài t p áp d ng – Bài 6

H t nhân triti và ñơteri tham gia ph n ng nhi t h ch theo phương trình:

D + 31T → α+n
2 4
1 2


ð h t kh i c a triti là: ∆mT = 0,0087u; c a ñơteri là ∆mD = 0,0024u; c a h t
α là ∆mα = 0,0305u. Cho 1u = 931 MeV/c2. Ph n ng t a ra m t năng lư ng
là:

A. 3,26 MeV B. 18,06 MeV

C. 1,806 MeV D. 23,20 MeV




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Bài t p áp d ng – Bài 7

Cho proton có ñ ng năng KP= 1,46 MeV, b n vào h t nhân 7 Li ñang ñ ng
3

yên. Ph n ng sinh ra hai h t nhân gi ng nhau và có cùng ñ ng năng. Cho
bi t ph n ng t a ra năng lư ng 17,22 MeV. Phát bi u nào sau ñây ñúng?

A. Hai h t sinh ra là hai h t 4 α và ñ ng năng c a m i h t là 8,61 MeV.
2

B. Hai h t sinh ra là hai h t triti và ñ ng năng m i h t là 8,61 MeV.

C. Hai h t sinh ra là hai h t 6 Li và có ñ ng năng m i h t là 7,88 MeV.
3

D. Hai h t sinh ra là hai h t 2 α và ñ ng năng c a m i h t là 9,34 MeV.
4




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
V t lý h t nhân (tt)


Bài t p áp d ng – Bài 7

Cho proton có ñ ng năng KP= 1,46 MeV, b n vào h t nhân 7 Li ñang ñ ng
3

yên. Ph n ng sinh ra hai h t nhân gi ng nhau và có cùng ñ ng năng. Cho
bi t ph n ng t a ra năng lư ng 17,22 MeV. Phát bi u nào sau ñây ñúng?

A. Hai h t sinh ra là hai h t 4 α và ñ ng năng c a m i h t là 8,61 MeV.
2

B. Hai h t sinh ra là hai h t triti và ñ ng năng m i h t là 8,61 MeV.

C. Hai h t sinh ra là hai h t 6 Li và có ñ ng năng m i h t là 7,88 MeV.
3

D. Hai h t sinh ra là hai h t 2 α và ñ ng năng c a m i h t là 9,34 MeV.
4




Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản