XIN CHÀO
CHÀO MỪNG CÁC EM ĐẾN VỚI
TIẾT HỌC MÔN VẬT LÍ!

KHỞI ĐỘNG
Vẽ
Vẽsơ
sơđồ
đồtư
tưduy
duyvề
vềnội
nội
dung
dungphần
phầnVật
Vậtlílíhạt
hạtnhân
nhân
và
vànộp
nộplên
lênPadlet.
Padlet.

BÀI 25
BÀI TẬP VỀ VẬT LÍ HẠT NHÂN

-IMỘT SỐ LƯU Ý TRONG
VIỆC GIẢI BÀI TẬP VỀ
VẬT LÍ HẠT NHÂN

TRẢ LỜI CÂU HỎI

Đọc mục I – SGK tr.119 và nêu
các lưu ý khi giải các bài tập
về vật lí hạt nhân.

1. Lưu ý khi giải bài tập định tính
Các bài tập này thường yêu cầu mô tả cấu tạo hạt nhân, đặc điểm của hạt
nhân tham gia phản ứng hạt nhân, tính chất của các tia phóng xạ, giải
thích các ứng dụng của vật lí hạt nhân trong đời sống và trong kĩ thuật.

2. Lưu ý khi giải bài tập định lượng
Các bài tập này thường yêu cầu vận dụng công thức xác định số lượng và
loại nucleon; khối lượng, số lượng hạt nhân hoặc thời gian thực hiện
phóng xạ của mẫu phóng xạ.

3. Lưu ý khi giải bài tập có nội dung thực tiễn
Các bài tập này thường yêu cầu rèn luyện
khả năng liên tưởng giữa kiến thức vật lí hạt
nhân đã được học và các nội dung thực tiễn;
đồng thời cũng yêu cầu trừu tượng hoá, khái
quát hoá thực tiễn để thiết lập các mô hình
sao cho có thể vận dụng nội dung các kiến
thức vật lí hạt nhân để giải quyết vấn đề.

-IIBÀI TẬP VÍ DỤ

Yêu cầu: Đọc mục II – SGK tr.119 – 121 và giải Bài tập ví dụ
mà không tham khảo lời giải.

NHÓM

LUẬN
O
Ả
TH

Nhóm 1, 2: Giải bài tập số 1.

Nhóm 3, 4: Giải bài tập số 2.

VẬT

LÍ 12

Nhóm 5, 6: Giải bài tập số 3.

1. Giải thích tại sao khi đưa mẫu phóng xạ (1) vào gần
đầu thu điện (2) của một tĩnh điện kế đã được tích điện
(Hình 25.1) thì độ lệch của kim điện kế (3) giảm rất
nhanh?

Giải:
Độ lệch kim điện kế giảm nhanh cho
ta biết tĩnh điện kế nhận thêm điện
tích trái dấu hoặc mất bớt điện tích.

Như vậy có thể có hai trường hợp:
-

Các tia phóng xạ làm ion hóa không khí xung quanh mẫu phóng xạ
do vậy không khí sẽ dẫn điện dễ dàng hơn.

-

Điện tích của các hạt mang trong tia phóng xạ có thể trái dấu với điện
tích đã tích điện trên tĩnh điện kế. Nếu vậy, tĩnh điện kế sẽ nhanh
chóng trung hòa điện rồi lại tích điện trái dấu. Do đó độ lệch kim điện
kế lúc đầu giảm dần sau đó tăng dần lên, không giống như hiện
tượng đã mô tả.

Dựa vào phân tích trên, ta thấy sự ion hóa môi
trường của tia phóng xạ chính là nguyên nhân.
Không khí xung quanh tĩnh điện kế trở nên dẫn
điện tốt hơn do bị ion hóa khi đưa mẫu phóng
xạ lại gần tĩnh điện kế. Chính vì vậy, điện tích
của tĩnh điện kế nhanh chóng bị dẫn ra môi
trường, làm kim điện kế nhanh chóng dịch về
vị trí số 0.

2. Viết phương trình phân hạch của

khi hấp thụ 1

neutron, biết rằng sản phẩm phân hạch gồm có , , các
neutron và các tia .
Giải:
Gọi x là hạt và y là số hạt electron tạo thành trong phân hạch.
Phương trình phản ứng hạt nhân có dạng:

+ → + +x+y

Ta thấy x và y bị ràng buộc bởi định luật bảo toàn số khối A và nguyên tử
số Z của tất cả các hạt tham gia phản ứng. Hai định luật cho ta hai
phương trình liên hệ hai ẩn của x và y, nhờ vậy có thể tìm được x và y.
Từ định luật bảo toàn số khối và định luật bảo toàn điện tích ta có hệ
phương trình:

Do vậy, phương trình phản ứng là:

+ → + +2+6

3. Máy xạ trị (Hình 25.2) thường sử dụng
nguồn phóng xạ có chu kì bán rã là 5,3 năm.
Để đáp ứng đúng các tiêu chí y học để điều trị
bệnh, thiết bị sẽ bắt buộc phải bảo dưỡng để hiệu
chỉnh lại chum tia chiếu xạ trước khi độ phóng xạ
giảm đi 7% và phải thay nguồn phóng xạ mới khi
độ phóng xạ giảm đi 50%. Các kĩ sư thiết kế máy
xạ trị cần thiết lập lịch bảo dưỡng và thay thế
nguồn phóng xạ của máy xạ trị như thế nào để
đưa vào các bản hướng dẫn cho các bệnh viện.

Giải:
Lịch bảo dưỡng và thay thế nguồn phóng xạ liên hệ với sự giảm của độ
phóng xạ của nguồn phóng xạ . Như vậy khi biết chính xác sự phụ thuộc độ
giảm độ phóng xạ theo thời gian ta có thể lập được lịch bảo dưỡng.
Độ phóng xạ Ht tại thời điểm t của nguồn phóng xạ có chu kì bán rã T liên hệ
với độ phóng xạ tại thời điểm ban đầu H0 theo công thức Ht = H0. Từ công
thức này ta thiết lập được các mộc thời gian ứng với độ giảm độ phóng xạ
đã biết.

Gọi chu kì bảo dưỡng là tbd, chính là khoảng thời gian khi độ phóng xạ giảm
đi 7%. Ta có:
= = tbd = T 6,65 tháng
Gọi ttm là chu kì thay mới nguồn phóng xạ, đó chính là khoảng thời gian khi
độ phóng xạ giảm đi 50%. Ta có:
= = ttm = T = T = 5,3 năm
Vậy lịch bảo dưỡng của máy xạ trị là sau mỗi 6,65 tháng và lịch thay thế
nguồn phóng xạ là sau mỗi 5,3 năm.

LUYỆN TẬP

Câu 1: Nếu coi hạt nhân nguyên tử như một quả cầu bán kính R.
Bán kính R của hạt nhân được xác định gần đúng bởi công thức
A.

C.

B.

D.

Câu 2: Số hạt chưa phân rã của chất phóng xạ Nt tại thời điểm t
và số hạt ban đầu N0 của chất phóng xạ được liên hệ với nhau
theo công thức nào?
A. Nt = N0.e-λt.

C. Nt = N0.e-λ/t.

B. Nt = N0.2-λt.

D. Nt = N0.e-2λt.

Câu 3: Bộ phận chính của nhà máy điện hạt nhân là gì?
A. Đường vào của nước
làm mát.

B. Lò phản ứng hạt nhân.

C. Tháp làm mát.

D. Bộ phận sinh hơi.

Câu 4: Vật liệu chứa chất thải hạt nhân cần có đặc điểm gì?

A. Cần có độ bền rất cao.

B. Cần chịu được nhiệt độ
cao.

C. Có tính đàn hồi.

D. Có thể thấm nước.

Câu 5: Tia có khả năng đâm xuyên mạnh nhất là:

A. Tia .

C . Tia .

B. Tia .

D. Tia .

Câu 6: Phản ứng hạt nhân là gì?
A. Là quá trình biến đổi hạt

C. Là sự phân hủy hạt nhân

nhân này thành hạt nhân khác.

trong nguyên tử.

B. Là quá trình biến đổi của

D. Là sự biến đổi của proton

các nguyên tố hóa học.

và neutron trong nguyên tử.

Câu 7: Trong phản ứng hạt nhân không tuân theo định luật
bảo toàn nào sau đây?
A. Định luật bảo toàn

C. Định luật bảo toàn số

động lượng.

nucleon.

B. Định luật bảo toàn

D. Định luật bảo toàn số

điện tích.

proton.

Câu 8: Vật liệu nào sau đây là hiệu quả nhất khi được sử dụng
để che chắn phóng xạ ?

A. Giấy.

C. Nhôm.

B. Chì.

D. Gỗ.

Câu 9: Tia phóng xạ không có tính chất nào dưới đây?

A. Ion hóa.

C. Nhìn thấy được.

B. Làm đen kính ảnh.

D. Phá hủy tế bào.

Câu 10: Phát biểu nào sau đây không đúng khi nói về cấu trúc
hạt nhân?
A. Hạt nhân được tạo thành
bởi nucleon.
B. Khối lượng nguyên tử gần
như tập trung toàn bộ ở hạt
nhân.

C. Các hạt nhân đồng vị là
những hạt nhân có cùng số
khối và khác số proton.
D. Đơn vị khối lượng nguyên
tử kí hiệu là amu.

Câu 11: Cho công thức gần đúng của bán kính hạt nhân là Bán kính hạt nhân
lớn hơn bán kính hạt nhân bao nhiêu lần?

A. 2,4 lần.

C. 1,4 lần.

B. 2 lần.

D. 4 lần.

Câu 12: Một hạt có khối lượng nghỉ m0. Tính động năng của hạt này khi
chuyển động với tốc độ 0,6c (c là tốc độ ánh sáng trong chân không)
theo thuyết tương đối.
A. 0,2m0c2.

C. 0,25m0c2.

B. 0,5m0c2.

D. 0,125m0c2.

Câu 13: Cho phương trình phản ứng . Biết khối lượng mα = 4,0015
amu, mAl = 26,97435 amu, mn = 1,008670 amu. Năng lượng của phản
ứng này là
A. tỏa ra 4,275152 MeV.

C. tỏa ra 4,275152.10-13 J.

B. thu vào 2,673405 MeV.

D. thu vào 2,673405.10-13 J.

Câu 14: Khi bàn giao tài sản do thay đổi nhân sự phụ trách an toàn bức
xạ, một nhà máy thép tại Bà Rịa – Vũng Tàu phát hiện một nguồn phóng
xạ đã bị thất lạc. Nhà chức trách chỉ đạo phải khẩn cấp tìm nguồn
phóng xạ đã bị thất lạc này. Việc khẩn cấp tìm kiếm nguồn phóng xạ bị
thất lạc là rất quan trọng vì nguồn này
A. rất đắt tiền.

C. có thể gây nguy hiểm đến
sức khoẻ dân cư.

B. khó sản xuất nên khó tìm

D. cần thiết trong việc khảo

thấy trên thị trường.

sát sức bền của thép.

Câu 15: Hạt nhân có chu kì bán rã 1570 năm, đứng yên phân rã ra một hạt
α và biến đổi thành hạt nhân X. Động năng của hạt α trong phân rã là 4,8
MeV. Hãy xác định năng lượng toàn phần toả ra trong một phân rã. Coi khối
lượng của hạt nhân tính theo đơn vị u xấp xỉ bằng khối lượng của chúng.
A. 4,8865 MeV.

C. 0,0865 MeV.

B. 865 MeV.

D. 865 MeV.

Trong mỗi ý a), b), c), d) ở câu hỏi sau hãy chọn đúng hoặc sai:
Chiếu xạ thực phẩm có thể tiêu diệt vi
khuẩn và côn trùng làm cho thực phẩm
có thời hạn sử dụng lâu hơn. Ví dụ, thời
hạn sử dụng của dâu tây có thể tăng lên
từ 4 ngày thành 20 ngày bằng cách chiếu
tia vào quả dâu tây sau khi hái. Không
chỉ vi khuẩn mà cả côn trùng và trứng
côn trùng cũng bị tiêu diệt khi bị chiếu xạ.

Hình dưới mô tả các hộp trái cây
được vận chuyển nhờ băng truyền
qua máy chiếu xạ. Nguồn phóng
xạ của máy là cobalt , phát ra bức
xạ và . Cho biết chu kì bán rã của
là 5,72 năm.

Hình dưới đây là đồ thị tỉ lệ phần trăm cường độ bức xạ truyền qua một
lớp trái cây có độ dày nhất định.

a) Phương trình phân rã của là:

b) Bức xạ mà phát ra hầu như không góp phần tiêu diệt vi khuẩn và
côn trùng trong trái cây.
c) Từ đồ thị trên, xác định được độ dày của trái cây để cường độ bức
xạ y giảm 50% là 15 cm.
d) Theo thời gian, độ phóng xạ của nguồn

giảm dần. Nếu nguồn

phóng xạ vẫn có thể sử dụng được cho đến khi độ phóng xạ của nó
giảm xuống còn 12,5% giá trị ban đầu thì sau 30 năm sẽ phải thay
nguồn phóng xạ .






VẬN DỤNG

Câu 1: Lực nào đã làm thay đổi phương của hạt alpha khi được bắn
vào lá vàng mỏng?
A. Lực hạt nhân giúp hạt nhân đẩy
B. Lực hạt nhân giúp hạt nhân hút
C. Lực đẩy tĩnh điện giữa hạt nhân và
D. Lực hút tĩnh điện giữa các electron của phân tử vàng và
Giải thích: Lực đẩy tĩnh điện giữa hạt nhân nguyên
tử vàng và hạt alpha (4He) làm thay đổi phương của
hạt alpha khi được bắn vào lá vàng mỏng.

2. Người ta đo độ phóng xạ H của một đồng vị theo thời
gian t và điền kết quả vào Bảng 25.1.
a) Vẽ đồ thị độ phóng xạ theo thời gian.
b) Ước lượng chu kì bán rã của đồng vị này.
BẢNG 25.1. ĐỘ PHÓNG XẠ THEO THỜI GIAN
t (s)

180

240

300

360

H (Bq)

22

15

11

9

t (s)

0

30

60

120

H (Bq)

151

85

55

31

Giải:
a)
Giải câu b:

H0
H=
=75 Bq
2
T = 35 s

3. Dùng máy đo phóng xạ của một mẫu gỗ của
một cổ vật phát hiện được 240 phóng xạ mỗi
phút. Biết rằng thành phần của mẫu gỗ có
chứa 25 g và , chu kì bán rã của là 5 730 năm
và tỉ lệ nguyên tử và khi một sinh vật còn
sống là 1012: 1.
a) Xác định số nguyên tử có trong mẫu gỗ.
b) Xác định độ tuổi của mẫu gỗ này.

Giải:
a) Độ phóng xạ đo được H = N = N
Số nguyên tử : N = = 1,043.1012 nguyên tử
b) Khối lượng mẩu gỗ:
m = = (1012N0 + N0 – N) với N = N0
Tính được t 1547 năm.

4. Một nhà máy điện hạt nhân sử dụng nguyên liệu hạt
nhân là

235

U. Biết rằng mỗi phân hạch sẽ toả năng

lượng 200 MeV. Hiệu suất phát điện của nhà máy là
36%. Công suất phát điện của nhà máy là 1 400 MW.
a) Hãy tính khối lượng của nguyên liệu

235

U nhà máy

tiêu thụ trong 1 năm.
b) Tính lượng than đá tiêu thụ để sản xuất ra năng
lượng điện tương đương, biết rằng năng suất toả nhiệt
của than đá là 30 MJ/kg.