Chủ đề cơ bản :
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
NGUYÊN TỬ
LÝ THUYẾT
1) Phương trình tổng quát của phản ứng hạt nhân :
Với : A, B : Các hạt nhân tương tác
C, D : Các hạt nhân sản phẩm
LÝ THUYẾT
2) Các định luật bảo toàn phản ứng hạt nhân
? Bảo toàn điện tích (Z)
? Bảo toàn số nuclôn (A)
Ta có :
Với : A1 + A2 = A3 + A4
Z1 + Z2 = Z3 + Z4
? Bảo toàn năng lượng toàn phần.
LÝ THUYẾT
3) Phản ứng hạt nhân tỏa va thu năng lượng
Ta có :
? M0 > M : Phản ứng tỏa năng lượng
? M0 < M : Phản ứng thu năng lượng
Với :
M0 : Tổng khối lượng của các hạt nhân trước phản ứng
M : Tổng khối lượng của các hạt nhân sau phản ứng
4) Sự phóng xạ : Là từng trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân.
LÝ THUYẾT
Với :
A : Hạt nhân mẹ
B : Hạt nhân con
C : Hạt ? hay ?
4) Sự phóng xạ : Là từng trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân.
LÝ THUYẾT
Ta có công thức :
Với :
t : Thời gian phóng xạ
T : Chu kỳ bán rã
4) Sự phóng xạ : Là từng trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân.
LÝ THUYẾT
? H0 = ?N0
Với :
m0 : Khối lượng ban đầu của chất phóng xạ
m : Khối lượng của chất phóng xạ ở thời điểm t
N0 : Số nguyên tử ban đầu của chất phóng xạ
N : Số nguyên tử của chất phóng xạ ở thời
điểm t
H0 : Độ phóng xạ ban đầu của chất phóng xạ
H : Độ phóng xạ của chất phóng xạ ở thời
điểm t
BÀI TẬP
BÀI TẬP
a) Số nguyên tử ban đầu
b) Số nguyên tử còn lại sau t = 1,5 T
Bài giải 1 :
BÀI TẬP
Bài giải 1 :
c) Độ phóng xạ sau t = 1,5T
BÀI TẬP
Bài 2 : Chu kì bán rã của U238 là 4,5.109 năm
a) Tính số nguyên tử bị phân rã trong 1 năm của 1 (g) U238
b) Hiện nay trong quặng Urani thiên nhiên có lẫn U238 và U235 theo tỉ lệ số nguyên tử là 140:1. Giả thiết ở thời điểm tạo thành Trái Đất tỉ lệ trên 1:1. Hãy tính tuổi của Trái Đất. Biết chu kỳ bán rã của U235 là 7,13.108 (năm)
Chú thích : x << 1 có thể coi e-x = 1 - x
lnx = 2,3 logx
NA = 6,022.1023 /mol
BÀI TẬP
Bài giải 2 :
a) Số nguyên tử U238 bị phân rã
?N = N0 - N = N0(1 - e-?t) = N0(1 - 1 + ?t)
?N = N0?t = 3,9.1011 (nguyên tử)
b) Tuổi của Trái Đất
Chu kỳ bán rã của U235 :
T2 = 7,13.108 (năm)
Tạo thành : 1 : 1 ; Hiện nay : 140 : 1
U238 > U235 ? N1 > N2
BÀI TẬP
Bài giải 2 :
Gọi N0 : Số nguyên tử ban đầu của mỗi đồng vị U238 và U235 khi Trái Đất hình thành.
N1, N2 : Số nguyên tử của mỗi đồng vị tại lúc xét :
(1)
BÀI TẬP
Bài giải 2 :
Với :
Từ (1) : - (?1 - ?2)t = ln140
BÀI TẬP
Bài 3 :
Câu 1 : Cho các phản ứng hạt nhân :
(1)
(2)
Viết đầy đủ các phản ứng trên : Cho biết tên gọi, số khối và số thứ tự của các hạt nhân X.
Trong các phản ứng trên : phản ứng nào là tỏa ? Thu năng lượng ? Tính độ lớn của năng lượng tỏa ra hay thu vào đó ra (ev).
BÀI TẬP
Bài 3 :
Câu 1 : Cho khối lượng của hạt nhân :
BÀI TẬP
Bài giải 3 :
Câu 1a :
Áp dụng định luật bào toàn điện tích và bảo toàn số nuclôn trong phản ứng hạt nhân.
Với phản ứng (1) :
A = 23 + 1 - 20 = 4 ; Z = 11 + 1 - 10 = 2
Vậy :
Dạng đầy đủ của phản ứng trên :
BÀI TẬP
Bài giải 3 :
Câu 1a :
Áp dụng định luật bào toàn điện tích và bảo toàn số nuclôn trong phản ứng hạt nhân.
Với phản ứng (2) :
A = 38 -37 = 1 ; Z = 18 - 17 = 1
Vậy :
Dạng đầy đủ của phản ứng trên :
BÀI TẬP
Bài giải 3 :
Câu 1b :
Gọi :
mA, mB : Khối lượng hạt nhân trước phản ứng.
mC, mD : Khối lượng hạt nhân sau phản ứng.
Độ chênh lệch khối lượng sau phản ứng :
?m = (mC + mD) - (mA + mB)
BÀI TẬP
Bài giải 3 :
Câu 1b :
?m = (mC + mD) - (mA + mB)
? Phản ứng (1) : ?m = - 0,002554 u < 0 :
? Phản ứng tỏa năng lượng.
Năng lượng tỏa ra :
?E = ??m?c2 = 0,002554.931 (Mev)
? Phản ứng (1) : ?m = 0,001720 u>0 :
? Phản ứng thu năng lượng.
Năng lượng thu vào :
?E = 1,601 (Mev)
BÀI TẬP
Bài 3tt :
Câu 2 : Cho các phản ứng hạt nhân :
Xác định hạt nhân X
Tính năng lượng tỏa ra từ phản ứng trên khi tổng hợp được 1 (g) He. Cho biết NA = 6,02.1023 phân tử/mol
BÀI TẬP
Bài giải 3tt :
Câu 2a :
Với :
? ( Hạt nhân đơtơri) đồng vị của hiđrô
BÀI TẬP
Bài giải 3tt :
Câu 2b :
Muốn được 1 g He thì phải :
Lượng nhiệt sinh ra :
Q = N.17,6 = 26,5.1023 (Mev)
BÀI TẬP
BÀI TẬP
Bài 4 :
BÀI TẬP
Bài giải 4 :
a) Áp dụng định luật bảo toàn cho phản ứng :
Ta có :
? Hạt nhân Heli
Dạng đầy đủ của phản ứng :
BÀI TẬP
Bài giải 4 :
b) Động năng của hạt ? : K? ?
Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng toàn phần cho phản ứng :
(mP + mLi)c2 + KP = 2m?c2 + 2K?
? K? = 9,5 (Mev)
BÀI TẬP
Bài giải 4 :
c) (mP + mLi) > 2m? : Phản ứng tỏa năng lượng.
Năng lượng tỏa ra :
?E = ??m?c2 = (mP + mLi - 2m?)c2
= 17,4 (Mev)
d) Theo giả thiết :
Q = 2K? = (mP + mLi - 2m?)c2