intTypePromotion=1
ADSENSE

chuyên đề vật lý hạt nhân-phần 1

Chia sẻ: Hoang Thuy | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

67
lượt xem
10
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

V t lý h t nhân Chuyên ñ V t lý h t nhân Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn 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...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: chuyên đề vật lý hạt nhân-phần 1

  1. V t lý h t nhân Chuyên ñ V t lý h t nhân Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
  2. 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
  3. V t lý h t nhân A. Tóm t t ki n th c Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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
  12. 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
  13. V t lý h t nhân B. Các bài toán cơ b n Sưu t m b i: www.daihoc.com.vn
  14. 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
  15. 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
  16. 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
  17. 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
  18. 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
  19. 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
  20. 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
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2