Đang tải... (xem toàn văn)
Bài 54. Phản ứng hạt nhân tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực ki...
Chuû ñeà cô baûn : LÝ THUYẾT 1) Phương trình tổng quát của phản ứng hạt nhân : →A + B C + D Với : A, B : Các hạt nhân tương tác C, D : Các hạt nhân sản phẩm LÝ THUYẾT 2) Các đònh luật bảo toàn phản ứng hạt nhân Bảo toàn điện tích (Z) Bảo toàn số nuclôn (A) Ta có : → A1 A2 A3 A4 z1 z2 z3 z4 A + B C + D Với : A 1 + A 2 = A 3 + A 4 Z 1 + Z 2 = Z 3 + Z 4 Bảo toàn năng lượng toàn phần. LÝ THUYẾT 3) Phản ứng hạt nhân tỏa va thu năng lượng Ta có : M 0 > M : Phản ứng tỏa năng lượng M 0 < M : Phản ứng thu năng lượng Với : M 0 : 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 →A B + C Với : A : Hạt nhân mẹ B : Hạt nhân con C : Hạt α hay β 4) Sự phóng xạ : Là từng trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân. LÝ THUYẾT Ta có công thức : λ - t 0 0 K N N = =N e 2 λ - t 0 0 K m m = =m e 2 Với : ; t K = T λ = 0,693 T 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 H 0 = λN 0 λ λ - t 0 0 K H H = =H e = N 2 Với : m 0 : Khối lượng ban đầu của chất phóng xạ m : Khối lượng của chất phóng xạ ở thời điểm t N 0 : Số nguyên tử ban đầu của chất phóng xạ N : Số nguyên tử của chất phóng xạ ở thời điểm t H 0 : Độ phóng xạ ban đầu của chất phóng xạ H : Độ phóng xạ của chất phóng xạ ở thời điểm t BÀI TẬP Bài 1 : Ban đầu có 2g Radon là chất phóng xạ với chu kỳ bán rã T = 3,8 ( ngày đêm) . Tính : a)Số nguên tử ban đầu b)Số nguyên tử còn lại sau thời gian t = 1,5 T c)Tính ra (Bq) và (Ci) độ phóng xạ của lượng nói trên sau t = 1,5T. 222 86 Rn 222 86 Rn BÀI TẬP a) Số nguyên tử ban đầu A 0 0 N .m N = A = 5,42.1021 (nguyên tử) b) Số nguyên tử còn lại sau t = 1,5 T Bài giải 1 : 0 0 0 t T N N N = = 2 2 2 = 1,91.1021 ( nguyên tử) [...]... 11 1 1 37 18 Ar Bài giải 3 : BÀI TẬP 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 giải 3 : BÀI TẬP 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 = ∆mc2 = 0,002554.931 (Mev) Phản ứng (1) : ∆m =... 2 Vậy : A X = 4 He : Hạt nhân nguyên tử Hêli Z 2 Dạng đầy đủ của phản ứng trên : Na + H He+ → 23 11 1 1 4 2 20 10 Ne Bài giải 3 : BÀI TẬP Câu 1a : Áp dụng đònh luật bào toàn điện tích và bảo toàn số nuclôn trong phản ứng hạt nhân Với phản ứng (2) : 23 Cl + X n+ 37 Ar → 11 18 A = 38 -37 = 1 ; Z = 18 – 17 = 1 1 Vậy : A X = 1H : Hạt nhân nguyên tử Hiđrô Z Dạng đầy đủ của phản ứng trên : Cl + H ... ⇒ 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 : T + X He+ n+17,6 (Mev) → 3 1 4 2 1 0 a) Xác đònh hạt nhân X b) Tính năng lượng tỏa ra từ phản ứng trên khi GIẢNG VẬT LÝ12 NỘI DUNG Kiểm tra cũ Bài Sự phân hạch & nhà máy điện nguyên tử Phản ứng dây chuyền Nhà máy điện nguyên tử Củng cố mở rộng KIỂM TRA BÀI CŨ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN TỎA NĂNG LƯNG Đònh nghóa ? Là phản ứng hạt sinh có tổng khối lượng bé tổng khối lượng hạt ban đầu Phân loại ? Phản ứng phân hạch Phản ứng nhiệt hạch TÁC HẠI BOM NGUYÊN TỬ Hirosima:6-8-1945, "Little Boy” Phá hủy 90% thành phố Khoảng 80.000 người chết 100.000 người bò thương 200.000 người khác bò ảnh hưởng lâu dài Nagasaki: 9- 8-1945 74000 người chết TÁC HẠI CỦA BOM NG UYÊN TỬ NỘI DUNG Kiểm tra cũ [xong] Bài Sự phân hạch & nhà máy điện nguyên tử Phản ứng dây chuyền Nhà máy điện nguyên tử Củng cố mở rộng phân hạch- nhà máy ngun tử PHẢN ỨNG DÂY CHUYỀN: Sự phân hạch Đònh nghóa Sự phân hạch tượng hạt nhân (loại nặng) hấp thụ nơtron vỡ thành hạt nhân trung bình (Thường nơtron chậm dễ hấp thu hơn) Đặc điểm Sinh k = 2,3 notron Tỏa E=200MeV dạng động hạt PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH URANI A′ Z′ U + n→ U → X + X ′ + k n + 200Mev 235 92 236 92 A Z X, X’: hạt nhân trung bình E = 200MeV: lượng nguyên tử PHÂN HẠCH URANI s: số notron trung bình lại sau phân hạch hệ số nhân notron s>1: số phân hạch tăng nhanh thời gian ngắn: phản ứng hạt nhân dây chuyền không khống chế được.Hệ thống gọi vượt hạn → chế tạo bom nguyên tử s = 1: phản ứng hạt nhân dây chuyền kiểm soát được.Hệ thống gọi tới hạn → chế độ hoạt động lò phản ứng hạt nhân s < 1: phản ứng hạt nhân dây chuyền không xảy Hệ thống gọi hạn PHẢN ỨNG DÂY Sự phân hạch CHUYỀN Phân hạch urani s: hệ số nhân notron s > 1: phản ứng không kiểm soát s =1: phản ứng kiểm soát s < 1: phản ứng không xảy NỘI DUNG Kiểm tra cũ [xong] Bài Sự phân hạch & nhà máy điện nguyên tử Phản ứng dây chuyền Nhà máy điện nguyên tử Củng cố mở rộng 2.NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ BỘ PHẬN CHÍNH: LÒ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN LÒ PHẢN ỨNG “RÉACTEUR À EAU PRESSURISÉE” LÒ PHẢN ỨNG “RÉACTEUR À EAU BOUILLIANT” SƠ ĐỒ MỘT NHÀ M ÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ MỘT NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ TRUNG TÂM HẠT NHA ÂN CHINON (PHÁP) NỘI DUNG Kiểm tra cũ [xong] Bài Sự phân hạch & nhà máy điện nguyên tử Phản ứng dây chuyền Nhà máy điện nguyên tử Củng cố mở rộng CÂU HỎI CỦNG CỐ: Ưu, nhược điểm nhà máy điện nguyên tử so với nhà máy điện khác (nhiệt điện, thuỷ điện…) ? Quan điểm việc xây dựng nhà máy điện nguyên tử Việt Nam ? Vì dự án, nhà máy điện nguyên tử NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ LUÔN GẦN SÔNG/BIỂN BÀI TẬP VỀ NHÀ Bài tập trang 231 sách giáo khoa Chứng minh chi tiết lượng nguyên tử lớn so với dạng lượng khác Nguyên lý, việc chế tạo, tác hại bom CẢM ƠN ! Giáo viên biên soạn: Huỳnh Thị Ngọc Châu Năm học: 2008 – 2009. * * Kiểm tra bài cũ: Kiểm tra bài cũ: 1/ 1/ Sự phóng xạ là gì ? Chu kỳ bán rã của Sự phóng xạ là gì ? Chu kỳ bán rã của chất phóng xạ là gì? Viết biểu thức chất phóng xạ là gì? Viết biểu thức toán học diễn tả định luật phóng xạ. toán học diễn tả định luật phóng xạ. Giải bài tập số 4 SGK. Giải bài tập số 4 SGK. 2/ Thế nào là độ phóng xạ của một 2/ Thế nào là độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ? Hệ thức giữa độ lượng chất phóng xạ? Hệ thức giữa độ phóng xạ và số nguyên tử trong chất phóng phóng xạ và số nguyên tử trong chất phóng xạ? Giải bài tập số 5 SGK xạ? Giải bài tập số 5 SGK Dàn bài: Dàn bài: - Phản ứng hạt nhân. - Phản ứng hạt nhân. - Các định luật bảo toàn trong phản ứng - Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân. hạt nhân. - Năng lượng trong phản ứng hạt nhân. - Năng lượng trong phản ứng hạt nhân. - Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng - Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng. lượng. 1. 1. Phản ứng hạt nhân: Phản ứng hạt nhân: a. a. Thí nghiệm của Rơ dơ pho ( nhà vật lý người Anh Thí nghiệm của Rơ dơ pho ( nhà vật lý người Anh 1871 – 1937 ) 1871 – 1937 ) Thực hiện năm 1903 Thực hiện năm 1903 14 17 1 7 8 1 N O H α + → + Trình bày thí nghiệm của Rơ dơ pho. Trình bày thí nghiệm của Rơ dơ pho. A A K P S Thực hiện năm 1909 Thế nào là phản ứng hạt nhân? Thế nào là phản ứng hạt nhân? * Định nghĩa: Phản ứng hạt nhân là một quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân Sự phóng xạ có phải là một phản ứng hạt nhân không ? Tại sao? Sự phóng xạ có phải là một phản ứng hạt nhân không ? Tại sao? Vậy có mấy loại phản ứng hạt nhân? Vậy có mấy loại phản ứng hạt nhân? • Phân loại : có 2 loại - Phản ứng tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt khác ( sự phóng xạ ) A: hạt nhân mẹ ; B: hạt nhân con; C là hạt hoặc - Phản ứng trong đó các hạt nhân tương tác với nhau dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt khác ( phản ứng hạt nhân nhân tạo ) A & B là các hạt tương tác; C & D là các hạt sản phẩm. A B C→ + A B C D + → + α β chất phóng xạ , là một đồng vị phóng xạ nhân chất phóng xạ , là một đồng vị phóng xạ nhân tạo tạo 30 15 P β − Câu hòi 1: Nêu một phản ứng hạt nhân xảy ra trong tự nhiên. Câu hòi 1: Nêu một phản ứng hạt nhân xảy ra trong tự nhiên. Câu hỏi 2: Thế nào là phản ứng hóa học? Cho ví dụ. So sánh phản ứng hạt nhân và phản ứng hóa học. Câu hỏi 2: Thế nào là phản ứng hóa học? Cho ví dụ. So sánh phản ứng hạt nhân và phản ứng hóa học. 226 4 222 88 2 86 Ra He Rn → + * Giống nhau: đều là quá trình biến đổi chất nầy thành chất khác. * Khác nhau: - Trong phản ứng hóa học các hạt nhân nguyên tử không đổi, chỉ sự ghép với nhau là thay đổi. - Trong phản ứng hạt nhân các hạt nhân nguyên tử biến đổi, nguyên tố nầy biến đổi thành nguyên tố khác. b.Phản ứng hạt nhân tạo nên đồng vị phóng xạ: Năm 1934 ông bà Giô li ô – Quy ri đã thực hiện được phản ứng: 4 4 Fe CuSO FeSO Cu+ → + 27 30 13 15 Al P X α + → + 1. 1. Phản ứng hạt nhân Phản ứng hạt nhân . . 2. 2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân Các định luật bảo toàn TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT KHOA SAU ĐẠI HỌC GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Mục lục Phần 1. BÀI TẬP CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1 Bài 1. Hạt α tán xạ đàn hồi lên deuteron. Hãy tính động năng của hạt α vào nếu góc giữa các phương bay của hai hạt bay ra là 0 =120 và năng lượng deuteron ra bằng 0,4 d E MeV ? 1 Bài giải: 1 Bài 2. Hạt deuteron không tương đối tán xạ đàn hồi lên hạt nhân đứng yên dưới góc 0 30 . Hạt nhân giật lùi cũng bay dưới góc 0 30 . Hỏi hạt nhân giật lùi là hạt nhân gì? 1 Bài giải: 1 Bài 3. Hãy tính độ giảm năng lượng tương đối của hạt khi tán xạ đàn hồi lên hạt nhân C 12 dưới góc = 60 0 trong hệ TQT? 3 Bài giải: 3 Bài 4. Proton với động năng 0,9Mev va chạm chạm trán với deuteron. Hãy tính động năng của proton sau tán xạ? 3 Bài giải: 3 Bài 5. Một neutron năng lượng không tương đối, tán xạ đàn hồi lên hạt nhân 4 He đứng yên. Sau tán xạ, hạt 4 He bay ra dưới góc 60 o . Tính góc bay của neutron so với phương chuyển động của hạt tới? 4 Bài giải: 4 Bài 6. Hạt α năng lượng không tương đối tán xạ đàn hồi lên hạt nhân . Hãy xác định góc tán xạ của hạt α : 4 Bài giải: 5 Bài 7. Deuteron với động 0,3 MeV tán xạ đàn hồi lên proton. Hãy tính góc bay cực đại trong hệ PTN của deuteron sau tán xạ và động năng của deuteron tương ứng với góc bay cực đại đó? 6 Bài giải: 6 Bài 8. Tính hiệu ứng nhiệt Q của phản ứng Li 7 (p, )He 4 ? Biết rằng năng lượng liên kết trung bình trên mỗi nucleon trong các hạt nhân Li 7 và He 4 là 5,6 MeV và 7,06 MeV. 6 Bài giải: 6 Bài 9. Xác định hiệu ứng nhiệt Q của các phản ứng sau đây: 7 Bài giải: 7 Bài 10. Hãy tính vận tốc các hạt bay ra từ phản ứng 10 7 ( , ) B n Li do tương tác của neutron nhiệt với hạt nhân 10 B đứng yên? 7 Bài giải: 7 Bài 11. Tính năng lượng neutron sau phản ứng Be 9 (γ,n)Be 8 với Q = -1,65 MeV và E γ = 1,78 MeV? 8 Bài giải: 8 Bài 12. Deuteron năng lượng =10MeV tương tác với hạt nhân theo phản ứng 13 11 5,16 d C B MeV . Hãy xác định góc giữa các phương bay của các sản phẩm phản ứng trong hai trường hợp: 9 Bài giải: 9 Bài 13. Hãy tính động năng ngưỡng của các hạt α và neutron rong các phản ứng sau: 10 Bài giải: 10 Bài 14. Xét phản ứng 77 BenLip , trong đó động năng của proton vào gấp 1,5 lần động năng ngưỡng với hiệu ứng nhiệt Q = -1,65 MeV. Hãy tính động năng của neutron bay ra dưới góc 90 o so với phương proton vào? 11 Bài giải: 11 Bài 15. Neutron tương tác với hạt nhân tạo nên hạt nhân ở trạng thái cơ bản. Momen quỹ đạo của neutron bị chiếm trong hạt nhân là = 2. Hãy xác định spin của trạng thái cơ bản của hạt nhân . Cho biết 16 ( ) 0 J O và 1/2 J n ? 12 Bài giải: 12 Bài 16. Một chùm neutron năng lượng E 0 = 1 MeV tán xạ không đàn hồi lên hạt nhân Li 7 . Hãy xác định năng lượng kích thích của hạt nhân sau tán xạ? Biết rằng 12 Bài giải: 12 Bài 17. Hãy tính động năng proton tán xạ không đàn hồi lên hạt nhân Ne 20 đứng yên. Hạt proton bay ra dưới góc 90 0 so với phương proton vào? Cho biết các mức kích thích thấp của hạt nhân Ne 20 có năng lượng 5,1 * 1 E MeV; 2,2 * 2 E MeV và 2,4 * 3 E MeV. Động năng proton vào bằng E p = 4,3 MeV 13 Bài giải: 13 Bài 18. Tìm các giá trị động năng neutron sao cho tiết diện tương tác của nó với hạt nhân O 16 là cực đại? Biết rằng mức dưới của hạt nhân trung gian O 17 tương ứng với năng lượng kích thích 0,87; 3,0; 3,8; 4,54; 5,07; và 5,36 MeV. Cho biết năng lượng tách neutron từ O 17 là 4,14 MeV. 14 Bài giải: 14 Bài 19. Khi deuteron tương tác với hạt nhân C 13 , tiết diện đạt cực đại ứng với các gá trị sau đây của đông năng deuteron: 0,60; 0,90; 1,55 và 1,8 MeV. Hãy tính các mức kích thích tương ứng của hạt nhân trung gian trong phản ứng này? 15 Bài giải: 15 Bài 20. Chiếu chum deuteron động năng 1,5 MeV lên hạt nhân và proton bay ra dưới góc với chùm deuteron vào. Proton có các giá trị động năng 7,64; 5,51 và 4,98 MeV. Hãy xác định các mức kích thích của hạt nhân tương ứng với các giá trị BÀI TẬP PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 37 17 37 Cl + ZA X → n +18 Ar Câu 50 Phương trình phóng xạ: A Z = 1, A = B Z = 2, A = =4 Trong Z, A là: C.Z = 1, A = D Z = 2, A 93 U + n→ ZA X + 41 Nb + 3n + β − 235 92 Câu 51 Phương trình phản ứng : A Z = 58 ; A = 143 B Z = 44 ; A = 140 140 D Z = 58 ; A = 139 Câu 52 Cho phản ứng hạt nhân sau: sau đây: A 17 O B 19 10 A Triti và triti He + D+ D → X + p Câu 55 Cho phản ứng hạt nhân sau : H 2 H + Giải: X + → D He Na + p → Y + Ne 20 10 X Y C Triti đơtêri D α 22 Mg + x → 11 Na + α C electron H → He + D n + 3,25 MeV ∆mD = 0,0024 u 1u = 931 MeV/e2 Năng lượng He Câu 56(Đề CĐ- 2012) : Cho phản ứng hạt nhân: X + A anpha B nơtron C đơteri F Hạt nhân X hạt 23 11 liên kết hạt nhân A 7,72 MeV B 77,2 MeV D 0,772 MeV 19 H Li α 25 12 1 X+ C Câu 54 Xác định hạt x phản ứng sau : A proton B nơtron pozitron Biết độ hụt khối N → B Prôton 14 Ne Câu 53 Trong phản ứng hạt nhân: là: α Trong Z , A : C Z = 58 ; A = He +16 O C 772 MeV 19 F → He +16 O Hạt X D prôtôn Hạt X có số khối A = 16 + - 19 = có nguyên tử số Z = + – = Vậy X prôtôn Chọn D Câu 57 Phản ứng tổng hợp hạt nhân nhẹ xảy ở: A Nhiệt độ bình thường B Nhiệt độ thấp C Nhiệt độ cao D Áp suất cao Câu 58 Trong lò phản ứng hạt nhân nhà máy điện nguyên tử hệ số nhân nơtrôn k phải thỏa mãn điều kiện nào? A.k 1 C.k ≤1 D.k=1 Câu 59 Trong phản ứng hạt nhân tỏa lượng, đại lượng sau hạt sau phản ứng lớn so với lúc trước phản ứng A Tổng khối lượng hạt B Tổng độ hụt khối hạt C Tổng số nuclon hạt D Tổng vectơ động lượng hạt Câu 60 Sự phân hạch vỡ hạt nhân nặng A Thành hai hạt nhân nhẹ hơn, hấp thụ nowtron B Một cách tự phát thành nhiều hạt nhân nhẹ C Thành hai hạt nhân nhẹ hơn, cách tự phát D Thành hai hạt nhân nhẹ vài nowtron, sau hấp thụ nơtron chậm Câu 61 Phản ứng nhiệt hạch A Kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng điều kiện nhiệt độ cao B Kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình thành hạt nhân nặng nhiệt độ cao C Phân chia hạt nhân nhẹ thành hai hạt nhân nhẹ kèm theo tỏa nhiệt D Phân chia hạt nhân nặng thành hạt nhân nhẹ Câu 62 Phản ứng nhiệt hạch phản ứng hạt nhân A Tỏa nhiệt lượng lớn B Cần nhiệt độ cao thực C Hấp thụ nhiệt lượng lớn D Trong đó, hạt nhân nguyên tử nung chảy thành nuclon Câu 63 (Đề ĐH – CĐ 2010 )Phản ứng nhiệt hạch A kết hợp hai hạt nhân có số khối trung bình tạo thành hạt nhân nặng B phản ứng hạt nhân thu lượng C phản ứng hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ D phản ứng hạt nhân tỏa lượng Câu 64(ÐỀ ĐH-2009): Trong phân hạch hạt nhân nơtron Phát biểu sau đúng? 235 92 U , gọi k hệ số nhân A Nếu k < phản ứng phân hạch dây chuyền xảy lượng tỏa tăng nhanh B Nếu k > phản ứng phân hạch dây chuyền tự trì gây nên bùng nổ C Nếu k > phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy D Nếu k = phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy 4.NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN Câu 65 Cho phản ứng hạt nhân 27 13 30 Al + α →15 P+n α Biết khối lượng mAl = 26,97u ; m = 4,0015u ; mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u ; mP = 29,97u 1uc2 = 931,5 MeV Bỏ qua động hạt tạo thành Năng lượng tối thiểu để phản ứng xảy A 5,804 MeV B 4,485 Mev C 6,707 MeV D 4,686 MeV 30 α + 27 13 Al→ 15 P + n Câu 66 Cho phản ứng hạt nhân , khối lượng hạt nhân mα = 4,0015u, mAl = 26,97435u, mP = 29,97005u, mn = 1,008670u, 1u = 931Mev/c2 Năng lượng mà phản ứng toả thu vào bao nhiêu? A Toả 4,275152MeV B Thu vào 2,67197MeV C Toả 4,275152.10-13J D Thu vào 2,67197.10- 13 J Câu 67 Hạt α có khối lượng 4,0015u Năng lượng tỏa tạo thành 1mol hêli ? Cho mn = 1,0087u ; mp = 1,0073u ; 1u.c2 = 931MeV ; NA = 6,02.1023hạt/mol A 2,73.1012 (J) B 3,65.1012 (J) C 2,17.1012 (J) D 1,58.1012 (J) T + 21 D → 24 He + X Câu 68(ÐỀ ĐH – 2009): Cho phản ứng hạt nhân: Lấy độ hụt khối hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u 1u = 931,5 MeV/c2 Năng lượng tỏa phản ứng xấp xỉ A 15,017 MeV B 200,025 MeV C 17,498 MeV D 21,076 MeV Câu 69(Đề ĐH -2009): Cho BÀI TẬP PHẢN ỨNG HẠT NHÂN I Bài tập có hướng dẫn (Bài tập bồi dưỡng lực nhận biết, tìm tòi phát vấn đề) Bài 1 Hoàn thành phản ứng hạt nhân sau: a) b) c) 26 12 23 → 10 Ne + He Mg + ? 19 F + H → ? + He 242 22 94 Pu + 10 Ne → n + ? d) H + ? → 2 He + n Một vụ nổ hạt nhân 235 U giải phóng lượng 1646.10 14 J Xác định khối lượng U lại sau vụ nổ so với lượng lúc đầu với kg bao nhiêu? Cho c = 3.108 m/s * Hướng dẫn giải 1 Từ định luật bảo toàn điện tích số khối → hạt thiếu: 16 a 01 n ; b 168O ; c 260 104 Rf ; d O E = mc2→ m = E/c2 = 1,646.1014/(3.108)2 = 1,829.10-3 (kg) → m(còn) = – 1,829.10-3 = 1,9981 (kg) Bài Xác định biến đổi trường hợp sau viết phương trình phản ứng hạt nhân (có cách trả lời câu hỏi ?) 206 206 Pb Pb 82 235 82 238 U 92 U 92 207 207 82 82 Pb Pb * Hướng dẫn giải 2: Phản ứng hạt nhân xảy theo kiểu phóng xạ tự nhiên → tia phóng xạ 24 He −1 e Biến đổi cho biến đổi trực tiếp → trình: U → 206 82 Pb + x He + y 235 92 −1 e → Theo định luật bảo toàn số khối: 235 = 206 + 4x → không hợp lí → biến đổi không U → 207 82 Pb + x He + y −1 e 235 92 Theo định luật bảo toàn vật chất 235 − 207 + x x = ⇔ ⇒ hợp lí → biến đổi 92 = 82 + x − y y = 238 92 U Giải thích tương tự → trình U → 207 82 Pb không 238 92 Quá trình x = U → 207 82 Pb + x He + y −1 e ⇒ y = 235 92 Bài Viết phương trình phản ứng hạt nhân cho biến đổi sau: 3580 Br có thể: a Bức xạ hạt β; b Tạo proton ( 11 H ); c Hoặc đoạt electron ®p Hoàn thành phương trình phản ứng sau: NaBrn/c → Na + Br2 Nêu điểm giống khác biến đổi câu (VD a) với phản ứng 2, từ nêu kết luận chung đặc điểm phản ứng hạt nhân chất tham gia phản ứng hạt nhân * Hướng dẫn giải 80 80 80 → 11 H + 3479 Se ; 3580 Br → −10 e + 3480 Se 35 Br → −1 e + 36 Br ; 35 Br Br2 Có trình : Na+ + 1e → Na 2Br - → Br2 + 2e ®p → Na + NaBrn/c +) Giống - Đều có thay đổi (di chuyển) electron - Đều làm thay đổi lượng - Ngoài tuân thủ theo định luật tự nhiên bảo toàn vật chất +) Khác - Xảy nội hạt nhân tạo hạt nhân mới, - Xảy vỏ electron biến đổi trạng thái tồn nguyên tử - Kèm theo lượng lớn - Phản ứng hạt nhân: hạt nhân nằm hợp chất (2) hợp chất đơn chất Kết luận: Là phản ứng nội hạt nhân biến đổi từ nguyên tố sang nguyên tố khác, Chất tham gia: Hạt nhân hợp chất Lưu ý: Mặc dù nói “bản chất phản ứng hạt nhân trình nội hạt nhân” thực tế phải hiểu hạt nhân phải có tồn hợp chất thích hợp tương ứng Cá biệt nguyên tố bền tồn dạng đơn chất Bài Một mẫu than lấy từ hang động người cổ Hawai có tốc độ phân huỷ cacbon 13,6 lần/s tính với gam cacbon Xác định niên đại mẫu than biết t 1/2 = 5730 năm thể sống nào, thực vật hay động vật có tốc độ phân huỷ cácbon 15,3 lần/s cho gam cacbon * Hướng dẫn giải t= N t N 5730 15,3 ln = / ln = ln = 974 (năm) λ N ln N 0,693 13,6 II Bài tập hướng dẫn (Bài tập bồi dưỡng lực tìm tòi, phát vấn đề giải vấn đề) Bài Cho lượng giải phóng từ phản ứng hạt nhân He + 01 n → 11 H + 13 H 0.76 MeV Xác định nguyên tử khối thực theo đơn vị u He Cho: m ( n ) = 1.00867 u; 1eV = 1.6.1019 J m( 11 H ) = 1.00783 u; 1u = 1.66.10-27 kg m( 13 H ) = 3.01605 u; c = 3.108 m/s ♣Đáp số: M( He ) = 3,01604u Bài Trong phản ứng hạt nhân, khối lượng đồng vị 81Sn bị giảm Xác định khối lượng đồng vị lại sau 25.5 giờ, biết t 1/2 = 8.5 Ban đầu khối lượng Sn 100 mg ♣Đáp số: m(còn) = 12,5 mg Bài Cho nguyên tử 9F20 Xác định thành phần hạt nhân nguyên tử Tính hụt khối lượng hạt nhân suy lượng liên kết hạt nhân lượng riêng F ♣Đáp số: p = e 9, n = 11; ΔE = 149,55 MeV; δE = 7,47 MeV/Nu III Bài tập nâng cao (Bài tập bồi dưỡng lực vận dụng kiến thức vận dụng cách sáng tạo) Bài Đồng bị phân rã phóng xạ đồng thời theo phản ứng: k1 64 29Cu ββ 64 30 Zn + β- 64 29Cu vµ 64 β+ 28 Ni + k2 β+ Thực nghiệm cho biết từ mol Cu ban đầu, sau 25 36 phút lấy hỗn hợp lại hoà tan vào dung dịch HCl dư 16 gam chất rắn không tan Từ lượng đồng vị 64Cu ban đầu, sau 29 44 phút lấy hỗn hợp lại hoà tan vào dung dịch KOH dư phần chất rắn không tan có khối lượng 50,4% khối lượng hỗn hợp Tính số phóng xạ k1, k2 chu kì bán rã 64Cu Tính thời gian để 64Cu lại ... s = 1: phản ứng hạt nhân dây chuyền kiểm soát được.Hệ thống gọi tới hạn → chế độ hoạt động lò phản ứng hạt nhân s < 1: phản ứng hạt nhân dây chuyền không xảy Hệ thống gọi hạn PHẢN ỨNG DÂY... tra cũ Bài Sự phân hạch & nhà máy điện nguyên tử Phản ứng dây chuyền Nhà máy điện nguyên tử Củng cố mở rộng KIỂM TRA BÀI CŨ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN TỎA NĂNG LƯNG Đònh nghóa ? Là phản ứng hạt sinh... s: hệ số nhân notron s > 1: phản ứng không kiểm soát s =1: phản ứng kiểm soát s < 1: phản ứng không xảy NỘI DUNG Kiểm tra cũ [xong] Bài Sự phân hạch & nhà máy điện nguyên tử Phản ứng dây