Bài tập về phóng xạ và phản ứng hạt nhân

Chia sẻ: Lê Công Khải | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:36

Thêm vào BST

Báo xấu

764
lượt xem 134
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phản ứng tổng hợp hạt nhân hay phản ứng hợp hạch, trong vật lý học, là quá trình 2 hạt nhân hợp lại với nhau để tạo nên một nhân mới nặng hơn. Cùng với quá trình này là sự phóng thích năng lượng hay hấp thụ năng lượng tùy vào khối lượng của hạt nhân tham gia. Nhân sắt và nickel có năng lượng kết nối nhân lớn hơn tất cả các nhân khác nên bền vững hơn các nhân khác. Sự kết hợp hạt nhân của các nguyên tử nhẹ hơn sắt và nickel thì phóng thích năng...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài tập về phóng xạ và phản ứng hạt nhân

TRƯỜNG THPT LÝ TỰ TRỌNG –NHA TRANG –KHÁNH HOÀ
KIỂM TRA BÀI CŨ Câu 1: Hiện tượng phóng xạ là gì ?Viết phương trình phản ứng phóng xạ ? Là hiện tượng một hạt nhân không bền vững , tự động phân rã , phát ra tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác . A=B+C Trong đó: A : là hạt nhân mẹ , B : là hạt nhân con , C là thành phần tia phóng xạ
Câu 2:Thế nào là phản ứng hạt nhân?Viết phương trình phản ứng hạt nhân ? *Phản ứng hạt nhân: là quá trình tương tác giữa các hạt nhân , dẫn đến sự biến đổi thành hạt nhân mới . *Phương trình Phản ứng hạt nhân: A + B = C+ D trong đó : A , B là các hạt ban đầu , C, D là các hạt sản phẩm
Câu 3:Viết biểu thức định luật phóng xạ , biểu thức tính độ phóng xạ,hằng số phân rã Biểu thức định luật phóng xạ : N0 Nt=N0.e-λt hoặc :Nt = k 2 t 0 -λt t Biểu thức độ phóng xạ: H =H .e =λ.N ln2 0,693 Biểu thức hằng số phân rã:λ = = T T
Câu 4: Phát biểu và viết biểu thức định luật bảo toàn số nuclôn và định luật bảo toàn điện tích ? Định luật bảo toàn số nuclôn :Trong phản ứng hạt nhân , tổng số các nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng các nuclôn của các sản phẩm. A1 + A2 = A3 + A4 Định luật bảo toàn điện tích :tổng đại số các điện tích của các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích của các sản phẩm. 1 2 3 4 Z +Z =Z +Z
TIẾT I : BÀI TẬP VỀ SỰ PHÓNG XẠ 1/Phương pháp :* Tuân theo định luật phóng xạ -Nếu tính số hạt phân rã trong thời gian t: 0 t ΔN= N – N -Nếu tính khối lượng đã phân rã : 0 t Δm= m – m -Liên hệ giữa khối lượng với số hạt : A N= n.N ;(với n là số mol n=m/A) * Phóng xạ là phản ứng hạt nhân nên tuân theo các định luật bảo toàn => khi viết phương trình phản ứng phải dùng định luật bảo toàn
24 Bài 1: Na Natri là chất phóng xạ β- với chu 11 kì bán rã T=15h .Ban đầu có 12g .Viết phương trình phản ứng phóng xạ và tính độ phóng xạ của khối chất còn lại sau 30h . Giải Phương trình phóng : xạ : 0 24 11 Na = > 1 e+ Z X − A Với 24=0+A=> A= 24 11= -1+ Z=> Z=12 24 => 11 Na = > e + X 0 −1 24 12
Do: H t = λN t Trong đó : ln2 N0 λ= và N t = k T 2 m0 Mà : N 0 = NA A 0,693 12 => Ht = . 2 .6,022.10 23 15.3600 24.2 t 17 7 H = 9,66.10 Bq = 2,61.10 Ci
210 Bài 2: 84Po Pôlôni là chất phóng xạ anpha với chu kì phóng xạ 140ngày đêm, ban đầu có 21g . a/Viết phương trình phản ứng phóng xạ , tìm cấu tạo hạt nhân con? Giải : Phương trình phản ứng phóng xạ210 : A 84 Po => 2 He + Z Pb 4 Theo đlbt số nuclôn :210 =4 + A=> A= 206 Theo đlbt điện tích :84 = 2 + Z => Z= 82 210 4 206 Ta có : Po => He + 84 2 Pb 82 Cấu tạo hạt nhân con gồm có : 206 Nuclôn Trong đó gồm 82 p và 206-82 = 124 n .
210 Bài Po Pôlôni là chất phóng xạ anpha với 2: 84 chu kì phóng xạ 140ngày đêm, ban đầu có 21g . b/Tính số hạt nhân Po ban đầu và số hạt còn lại sau thời gian 280 ngày và 325ngày . Giải : N 0 = m0 N A => N0 = 6,022.1022 hạt A N0 t1 = 280ngày =2T=> N 1 = 2 2 =>N1 =24,088.10 22 hạt t2 =325ngày => N2 =N0.e-λt , với λ=0,693 /140 Thế t2 vào ta có : N2 = 1,205.1022 hạt
210 Bài Po Pôlôni là chất phóng xạ anpha với 2: 84 chu kì phóng xạ 140ngày đêm, ban đầu có 21g . c/Tìm thời gian cần để còn lại 0,5g Po Giải : Từ mt =m0e-λt =>eλt= m0 /m .Lấy ln 2 vế: λt = ln42 = 3,738 với λ = 0,693 / T ; =>t = 3,738 .140/ 0,693 ≈1089,69 ngày
210 Bài2: 84Po Pôlôni là chất phóng xạ anpha với chu kì phóng xạ 140ngày đêm, ban đầu có 21g . d/ Xác định khối lượng chì tạo thành trong thời gian 280 ngày Giải : NPb =ΔNPo =N0 – N 0 3N 0 = N0 − 2 = Nt 2 4 N Pb 3N 0 m Pb = A Pb = A Pb . NA 4N A => mPb= 15,45 g
TiẾT 2: BÀI TẬP PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Phản ứng hạt nhân : sự tương tác giữa 2 hay nhiều hạt nhân , kết quả là biến thành các hạt nhân mới . A1 A2 Z X + Z Y => A 3X’ + A 4 Y’ 1 2 Z3 Z4 1 2 3 4 ĐLBT điện tích : Z 1 = Z + Z 4 +Z 2 3 ĐLBT số nuclôn : A +A = A + A ĐLBT năng lượng toàn phần 0 2 1 2 2 3 4 M c +K + K = Mc  + …  +K K  ĐLBT động lượng : p 1 + p 2 = p 3 + p4
TiẾT 2: BÀI TẬP PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Bài 3:Cho phản ứng hạt nhân sau ; 10 A2 4 8 5 B + Z2 X => 2 He + Be 4 Tìm hạt nhân X ,tính xem phản ứng thu hay toả bao nhiêu năng lượng ? Cho :mB= 9,9756u ; mHe =4,001506u ,mX=1,998u, mBe=7,9796u ; u= 931,5MeV/c2
Áp dụng định luật bảo toàn số Giải : Một phản ứng thế nuclôn : 10+A2 = 4+ 8=> Alà= 2 năng nào thu 2 lượng ?toả năng Áp dụng định luật bảo toànng ện tích : lượ đi 5 + Z2 = 2 + 4 => Z2 = 1=> X là: 2 1 D Khối lượng của hệ trước phản ứng : M0 =mB+ mHe = 11,9736u Khối lượng của hệ sau phản ứng : D Be 0 M =m + m = 11,9811u> M =>Thu năng l0ượng 2 Năng lượng phản ứng thu là : ΔE=(M-M ).c 2 ΔE =0,0075u.c =0,0075.931,5 ≈ 6,99MeV
Bài 4:Chất phóng xạ Po phân rã theo phản ứng sau : 210 4 206 84 Po => 2 He + 82 Pb a/Tính năng lượng toả ra khi có 10 g Po phân rã hết ? Cho :mPo= 209,9828u ; mHe =4,0026u , mPb =205,9744u, u= 931,5MeV/c2 Giải: Tính năng lượng toả ra khi có 1 hạt Po 1 Po He Pb 2 phân rã : ΔE =(m –m –m ).c 1 Po He Pb 2 2 => ΔE =(m –m –m ).c =0,0058uc = 5,4MeV
10 g Po có số hạt : N=m.NA/A Năng lượng toả ra khí 10g Po phân rã hết ΔE = ΔE1 . N= ΔE1. m.NA/A Năng lượng toả ra khí 10g Po phân rã hết ΔE = ΔE1 . N= ΔE1. m.NA/A ΔE = 1,55.1023 MeV
b/Tính động năng của hạt sản phẩm ngay sau phản ứng ? /2 Do K=mv2 Trong phản ứng hạt= (mv)2/2m lượng toàn nhân, năng => K=p2ộng năng ) nên : phần ( năng lượng nghỉ+đ /2m 0 2 2 α Pb α Pb 0 2 M c = Mc + K + K => K + K = (M -M)c α Pb 0 2 =>K + K = (M -M)c = 5,4MeV (1) Mặt khác , theo ĐLBT động lượng :     => Po = p He + p Po = 0 => PHe = Ppo p 2 (2) =>Kα=5,3MeV; Kα = 0,1MeV K=p /2m
LƯU Ý : SỬ DỤNG ĐƠN VỊ *Nếu từ động năng tính ra vận tốc , cần chú ý đơn vị *Ví dụ : một hạt anpha có động năng Kα= 4MeV, khối lượng m =4,0015u, u= 931MeV/c2 .Tính vận tốc của nó . ⇒K=mv2 /2 => v= √(2K/m) ⇒v = √(2.4/4,0015.MeV/u) 2 8 Mà 1Mev/u = c /931 => thay vào với c=3.10 m/s