Bài tập về Hạt nhân nguyên tử môn Vật lý Lớp 12 - Phần 2

BÀI TẬP VỀ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ P - 2 Câu 6 ; Một bệnh nhân điều trị ung thư bằng tia gama lần đầu tiên điều trị trong 10 phút . Sau 5 tuần điêu trị lần 2. Hỏi trong lần 2 phai chiếu xạ trong thời gian bao lâu để bệnh nhân nhận được tia gama như lần đầu tiên . Cho chu kỳ bán rã T =7 0ngay va coi t << T A, 17phút B. 20phút C. 14phút D. 10 phút Giải: Lượng tia γ phóng xạ lần đầu: N = N0 (1- )  N0t

( áp dụng công thức gần đúng: Khi x << 1 thì 1-e-x  x, ở đây coi t << T nên 1 - = λt Sau thời gian t = 5 tuần, t = 35T/70 = T/2, Lượng phóng xạ trong nguồn phóng xạ sử dụng lần đầu còn

. Thời gian chiếu xạ lần này t’

Do đó t’= t = 14,1 phút Chọn đáp án C

Câu 7: ta dùng prôtôn có 2,0MeV vào Nhân 7Li đứng yên thì thu hai nhân X có cùng động năng. Năng lượng liên kết của hạt nhân X là 28,3MeV và độ hụt khối của hạt 7Li là 0,0421u. Cho 1u = 931,5MeV/c2; khối lượng hạt nhân tính theo u xấp xỉ bằng số khối. Tốc độ của hạt nhân X bằng: A. 1,96m/s. B. 2,20m/s. C. 2,16.107m/s. D. 1,93.107m/s. Giải: Ta có phương trình phản ứng: +  2

mX = 2mP + 2mn – mX -----> mX = 2mP + 2mn - mX với mX = = 0,0304u

mLi = 3mP + 4mn – mLi ------>mLi = 3mP + 4mn - mLi M = 2mX – (mLi + mp) = mLi - 2mX = - 0,0187u < 0; phản ứng tỏa năng lượng E

E = 0,0187. 931,5 MeV = 17,42MeV 2WđX = E + Kp = 19,42MeV -----> WđX = = 9,71 MeV

v = = = = c = 3.108.0,072 = 2,16.107 m/s

Chọn đáp án C.

Câu 8: Cho chùm nơtron bắn phá đồng vị bền ta thu được đồng vị phóng xạ . Đồng vị phóng

xạ có chu trì bán rã T = 2,5h và phát xạ ra tia -. Sau quá trình bắn phá bằng nơtron kết thúc

người ta thấy trong mẫu trên tỉ số giữa số nguyên tử và số lượng nguyên tử = 10-10. Sau 10 giờ tiếp đó thì tỉ số giữa nguyên tử của hai loại hạt trên là:

A. 1,25.10-11 B. 3,125.10-12 C. 6,25.10-12 D. 2,5.10-11

Giải: Sau quá trình bắn phá bằng nơtron kết thúc thì số nguyên tử của giảm, cò số nguyên tử

không đổi, Sau 10 giờ = 4 chu kì số nguyên tử của giảm 24 = 16 lần. Do đó thì tỉ số giữa nguyên tử của hai loại hạt trên là:

= = 6,25.10-12 Chọn đáp án C

Câu 9 . Dùng hạt Prôtôn có động năng = 5,45 MeV bắn vào hạt nhân Beri đứng yên tạo nên phản ứng:

+ + . Hê li sinh ra bay theo phương vuông góc với phương chuyển động của Prôtôn. Biết động năng của Hêli là = 4MeV và khối lượng các hạt tính theo đơn vị u bằng số khối của chúng. Động năng hạt nhân Liti có giá trị:

A. 46,565 MeV ; B. 3,575 MeV C. 46,565 eV ; D. 3,575 eV.

t e  

t e  

ln2 ln2 2 2 0 0 0

T t T N N e N e N e       

ln2 ln2 ' 2 2 0 0 ' (1 ) ' t N N e e N e t N            2

2 ln e

H 1 1 Li 7 3 X 4 2

5, 931

3, 28

2

2 mv

m WđX 2

u WđX

4 2

2 5, 931 .4

71 ,9.2

c MeV MeV

5, 931 .4

71 ,9.2

55 25Mn 56 25Mn

56Mn  55Mn

56Mn 55Mn

55Mn 56 25Mn

55 25Mn 56 25Mn

55

56

Mn

Mn N N

16 10 10 

p K

H 1 1 Be 9 4  e H 4 2 Li 6 3

 K

DeThi.edu.vn

Giải:Phương trình phản ứng: Theo ĐL bảo toàn động lượng Pp = P + PLi Do hạt hêli bay ra theo phương vuông góc với hạt Proton PLi2 = P2 + Pp2 (1) Động lượng của một vật: p = mv Động năng của vật K = mv2/2 = P2/2m----> P2 = 2mK Từ (1) 2mLiKLi = 2mK + 2mpKp ----> 6 Kli = 4K + Kp ------> KLi = (4K + Kp )/6 = 21,45/6 = 3,575(MeV) Chọn đáp án B Câu 10. Cho prôtôn có động năng KP = 2,25MeV bắn phá hạt nhân Liti đứng yên. Sau phản ứng xuất hiện hai hạt X giống nhau, có cùng động năng và có phương chuyển động hợp với phương chuyển động của prôtôn góc φ như nhau. Cho biết mp = 1,0073u; mLi = 7,0142u; mX = 4,0015u; 1u = 931,5 MeV/c2.Coi phản ứng không kèm theo phóng xạ gamma giá trị của góc φ là A. 39,450 B. 41,350 C. 78,90. D. 82,70. Giải: Công thức liên hệ giữa động lượng và động năng của vật

K = Phương trình phản ứng:

mP + mLi = 8,0215u ; 2mX = 8,0030u.Năng lượng phản ứng toả ra : E = (8,0215-8,0030)uc2 = 0,0185uc2= 17,23MeV 2KX = KP + E = 19,48 MeV--- KX =9,74 MeV. Tam giác OMN:

Cosφ = Suy ra φ = 83,070

Li He Be p 6 3 4 2 9 4 1 1   

7 3Li

2

2 2 2

P P mK m  

1 7 4 4 1 3 2 2 H Li X X   

2 2 2 2 os X X P X P P P P P P c   …