- Hạt nhân tích điện dương bằng +Ze (Z là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn), kích thước hạt nhân rất nhỏ, nhỏ hơn
kích thước nguyên tử khoảng 104 – 105 lần
- Hạt nhân được tạo thành bởi hai loại hạt là prôtôn và nơtrôn; hai loại hạt này gọi chung là nuclôn.
o Prôtôn, kí hiệu p, mang một điện tích nguyên tố dương +e, khối lượng 1,67262.10-27kg.
o Nơtrôn, kí hiệu n, không mang điện, khối lượng 1,67493.10-27kg.
o Hạt nhân nguyên tử chứa Z prôtôn và N nơtrôn. Tổng số nuclôn trong hạt nhân A = Z + N, A gọi là số khối.
- Ký hiệu hạt nhân: Người ta dùng ký hiệu hóa học X của nguyên tố để đặt tên cho hạt nhân: XAZ hoặc
AX hoặc XA.
13 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 2256 | Lượt tải: 4
Bạn đang xem nội dung tài liệu Chuyên đề Hạt nhân nguyên tử, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64
- 1 -
Chương HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
I. TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN
1. Cấu tạo hạt nhân
- Hạt nhân tích điện dương bằng +Ze (Z là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn), kích thước hạt nhân rất nhỏ, nhỏ hơn
kích thước nguyên tử khoảng 104 – 105 lần
- Hạt nhân được tạo thành bởi hai loại hạt là prôtôn và nơtrôn; hai loại hạt này gọi chung là nuclôn.
o Prôtôn, kí hiệu p, mang một điện tích nguyên tố dương +e, khối lượng 1,67262.10-27kg.
o Nơtrôn, kí hiệu n, không mang điện, khối lượng 1,67493.10-27kg.
o Hạt nhân nguyên tử chứa Z prôtôn và N nơtrôn. Tổng số nuclôn trong hạt nhân A = Z + N, A gọi là số khối.
- Ký hiệu hạt nhân: Người ta dùng ký hiệu hóa học X của nguyên tố để đặt tên cho hạt nhân: XAZ hoặc
AX hoặc XA.
Ví dụ: Hạt nhân Na có thể ký hiệu bằng các cách sau: ,hay , 232311 NaNa hoặc Na23.
- Đồng vị
o Các hạt nhân đồng vị là những hạt nhân có cùng số prôtôn Z nhưng có số nơtrôn N khác nhau, do đó có số khối A = Z +
N khác nhau (có cùng một vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn).
Ví dụ: H11 DH
2
1
2
1 hay TH
3
1
3
1 hay
o Hyđrô có ba đồng vị là:
Hyđrô thường H11 chiếm 99,9% hyđrô thiên nhiên.
Hyđrô nặng hay đơtêri DH 21
2
1 hay chiếm 0,015% hyđrô thiên nhiên.
Hyđrô siêu nặng hay triti TH 31
3
1 hay hạt nhân này không bền, thời gian sống của nó khoảng 10 năm.
o Cacbon có nhiều đồng vị, trong đó chỉ có hai đồng vị bền là C126 và C
13
6 . Trong một khối cacbon tự nhiên bền vững, C
12
6
chiếm khoảng 98,89% và C136 chiếm khoảng 1,11%.
- Đồng vị phóng xạ là đồng vị mà các hạt nhân của nó có thể phóng ra các tia phóng xạ và biến đổi hạt nhân của nguyên tố khác.
Ví dụ: Đồng vị ThHeU 23490
4
2
238
92
2. Khối lượng hạt nhân
- Các hạt nhân có khối lượng rất lớn so với khối lượng của electron; vì vậy khối lượng nguyên tử tập trung gần như toàn bộ ở hạt
nhân. Để tiện cho tính toán khối lượng hạt nhân, người ta định nghĩa một đơn vị mới đó khối lượng cỡ khối lượng các hạt nhân.
Đơn vị này gọi là đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là u.
- Đơn vị khối lượng nguyên tử u có giá trị bằng 1/12 khối lượng nguyên tử của đồng vị C126 , vì vậy còn gọi là đơn vị cacbon.
kgu 27
23
10.66055,1
10.023,6
012,0
.
12
1
1
- Khối lượng và năng lượng
o Theo hệ thức Anh-xtanh về mối quan hệ giữa năng lượng E và khối lượng m của cùng một vật có dạng: E = mc2
o Năng lượng tính ra đơn vị eV tương ứng với khối lượng 1u là: E = uc2 931,5 MeV => 1u 931,5 MeV/c2
(MeV/c2 cũng được coi là đơn vị đo khối lượng hạt nhân)
o Chú ý: Lý thuyết Anh-xtanh, một vật có khối lượng nghỉ m0 (khối lượng của vật ở trạng thái nghỉ), khi chuyển động với
tốc độ v, khối lượng sẽ tăng lên thành m (khối lượng động) với
2
2
0
1
c
v
m
m
Khi đó năng lượng của vật (năng lượng toàn phần) là E = mc2 =
2
2
2
0
1
c
v
cm
Năng lượng E0 = m0c
2 được gọi là năng lượng nghỉ và hiệu số E – E0 = (m - m0)c
2 chính là động năng của vật.
II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
1. Lực hạt nhân
- Các nuclôn trong hạt nhân hút nhau bằng các lực rất mạnh tạo nên hạt nhân bền vững. Các lực hút đó gọi là lực hạt nhân.
- Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện vì lực hạt nhân luôn là lực hút giữa hai prôtôn, giữa hai nơtron và giữa một nơtron với
một prôtôn. Lực hạt nhân không phụ thuộc vào điện tích.
- Lực hạt nhân không cùng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn; nó là một loại lực truyền tương tác giữa các nuclôn trong
hạt nhân. Lực này cũng được gọi là lực tương tác mạnh, nhưng chỉ tác dụng khi khoảng cách giữa hai nuclôn bằng hoặc nhỏ hơn
kích thước của hạt nhân.
2. Năng lượng liên kết của hạt nhân
- Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó.
- Độ chênh lệch giữa hai khối lượng đó được gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu m: m = Zmp + (A - Z)mn - mx
Trong đó:
m là độ hụt khối Zmp là khối lượng của Z prôtôn
(A – Z)mn là khối lượng của (A - Z) nơtron mx là khối lượng của hạt nhân X
Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64
- 2 -
- Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số c2.
Wlk = [Zmp + (A – Z)mn – mx]c
2 Hay Wlk = mc
2
- Năng lượng liên kết riêng (kí hiệu
A
Wlk ) là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng
lớn, thì càng bền vững.
3. Phản ứng hạt nhân
- Phân loại: Phản ứng hạt nhân thường chia làm hai loại:
+ Phản ứng tự phát là quá trình phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác.
+ Phản ứng hạt nhân kích thích là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo thành các hạt nhân khác.
- Đặc tính của phản ứng hạt nhân:
+ Biến đổi các hạt nhân. + Biến đổi các nguyên tố. + Không bảo toàn khối lượng nghỉ.
- Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
o Bảo toàn điện tích: Tổng điện tích của các hạt tham gia phản ứng bằng tổng điện tích của các hạt tạo thành sau phản ứng.
(
A B C DZ Z Z Z )
o Bảo toàn số nuclôn (bảo toàn số A): Prôtôn có thể biến thành nơtrôn và ngược lại nhưng số nuclôn là không đổi.
(
A B C DA A A A )
o Bảo toàn năng lượng toàn phần: Tổng năng lượng của một hệ kín được bảo toàn.
( ) ( ) ( ) ( )A ñA B ñB C ñC D ñDE E E E E E E E
o Bảo toàn động lượng: Động lượng của một hệ kín được bảo toàn. A B C Dp p p p
- Năng lượng phản ứng hạt nhân:
Gọi tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng là mtrước, tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng là msau
+ Phản ứng tỏa năng lượng khi mtrước > msau, năng lượng tỏa ra được tính bằng công thức: Wtỏa = W = (mtrước – msau)c
2
+ Phản ứng thu năng lượng khi mtrước < msau, năng lượng thu được tính bằng công thức: Wthu = |W| = -W
III. PHÓNG XẠ
1. Hiện tượng phóng xạ
- ĐN: Phóng xạ là quá trình phân hủy tự phát của một hạt nhân không bền vững (tự nhiên hay nhân tạo). Quá trình phân hủy này
kèm theo sự tạo ra các hạt và có thể kèm theo sự phát ra các bức xạ điện từ. Hạt nhân tự phân hủy gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân
được tạo thành sau phân hủy gọi là hạt nhân con.
- Các dạng phóng xạ
+ Phóng xạ
Hạt nhân mẹ X phân rã tạo thành hạt nhân con Y, đồng thời phát ra tia phóng xạ theo phản ứng sau:
HeYX AZ
A
Z
4
2
4
2
hay có thể viết HeX
A
Z
A
Z
4
2
* Bản chất là chùm hạt nhân hêli He42 gọi là hạt .
* Tính chất: mang điện tích (+2e) nên tia lệch về bản cực âm của tụ điện. Hạt phóng ra với vận tốc v 107m/s, làm
ion hóa môi trường và mất dần năng lượng, vì vậy nó chỉ đi được tối đa trong không khí 8cm và khả năng đâm xuyên
yếu.
+ Phóng xạ -
Phóng xạ - là quá trình phát ra tia -. Tia - là các dòng electron ( e01 ).
Dạng tổng quát của quá trình phóng xạ: YX AZ
A
Z 1
+ Phóng xạ + là quá trình phát ra tia +. Tia - là các dòng pôzitron ( e01 ). Pôzitron ( e
0
1 ) có điện tích +e và có khối lượng
bằng khối lượng electron, nó là phản hạt của electron.
Dạng tổng quát của quá trình phóng xạ: YX AZ
A
Z 1
+ Tính chất: Các hạt phóng ra với vận tốc v c = 3.108m/s, cũng làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn tia nên tia có
thể đi xa hàng trăm mét trong không khí và khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia .
+ Phóng xạ
* Bản chất: là sóng điện từ có bước sóng ngắn ( < 0,01nm), đồng thời là chùm phôtôn có năng lượng cao.
* Tính chất: tia có khả năng đâm xuyên rất lớn, có thể đi qua lớp chì dày hàng chục cm và gây nguy hiểm cho con
người, vì không mang điện nên nó không bị lệch trong điện trường và từ trường.
2. Định luật phóng xạ
- Đặc tính của quá trình phóng xạ
+ Có bản chất là quá trình biến đổi hạt nhân + Có tính tự phát và không điều khiển được + Là một quá trình ngẫu nhiên
- Định luật phóng xạ
+ Xét một mẫu p.xạ có N h.nhân tại thời điểm t. Tại thời điểm (t + dt) số h.nhân giảm đi và trở thành (N +dN) với dN < 0.
+ Số hạt nhân đã phân hủy trong khoảng thời gian dt là (-dN) -dN = Ndt
Trong đó là một hằng số dương gọi là hằng số phóng xạ dt
N
dN
+ Gọi N0 là số hạt nhân của mẫu phóng xạ tồn tại lúc t = 0, số hạt nhân N vào thời điểm t > 0 là: N = N0 te
Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64
- 3 -
- Chu kỳ bán rã: Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi một thời gian T gọi là chu kỳ bán rã, cứ sau mỗi chu kỳ này thì ½ số
nguyên tử của chất ấy biến đổi thành chất khác.
693,02ln
T
3. Đồng vị phóng xạ nhân tạo
- Ngoài các đồng vị p.xạ có sẵn trong tự nhiên, người ta chế tạo được nhiều đồng vị p.xạ gọi là đồng vị p.xạ nhân tạo.
- Phóng xạ nhân tạo và phương pháp nguyên tử đánh dấu
+ Bằng phương pháp tạo ra phóng xạ nhân tạo, người ta tạo ra các hạt nhân phóng xạ của các nguyên tố X bình thường, không
phải là tạo ra chất phóng xạ theo sơ đồ tổng quát sau: XnX AZ
A
Z
11
0
+ XAZ
1 là các đồng vị phóng xạ của X. Khi trộn lẫn các hạt nhân bình thường không phóng xạ, các hạt nhân phóng xạ
XAZ
1 được gọi là các nguyên tử đánh dấu, cho phép ta khảo sát sự tồn tại, sự phân bố, sự chuyển vận của nguyên tố X.
Phương pháp nguyên tử đánh dấu có nhiều ứng dụng trong sinh học, hóa học, y học ...
- Đồng vị 14C, đồng hồ Trái Đất
+ Ở tầng cao khí quyển, trong thành phần của tia vũ trụ có các nơtron chậm (tốc độ vào cỡ vài tram mét trên giây). Một nơtron
chậm khi gặp hạt nhân N147 (có trong khí quyển) tạo nên phản ứng: pCNn
1
1
14
7
14
7
1
0
C146 là một đồng vị phóng xạ
-, chu kỳ bán rã 5 730 năm.
+ Trong khí quyển có cácbon đioxit: Trong các hnhân cacbon ở đây có lẫn cả C126 và C
14
6 (tỉ lệ không đổi: C
14
6 chiếm 10
-6 %)
+ Các loài thực vật hấp thụ CO2 trong không khí, trong đó cacbon thường và cacbon phóng xạ với tỉ lệ 10
-6%. Khi loài thực
vật ấy chết, không còn sự hấp thụ CO2 trong không khí và C
14
6 không còn tái sinh trong thực vật nữa. Vì C
14
6 phóng xạ nên
lượng C146 giảm dần trong thực vật đó. So sánh các tỉ lệ đó cho phép ta xác định thời gian từ lúc loài thực vật đó chết đến nay.
Phương pháp này cho phép tính các khoảng thời gian từ 5 đến 55 thế kỉ.
IV. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
1. Cơ chế của phản ứng phân hạch
- Phản ứng phân hạch là gì ? Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai mảnh nhẹ hơn.
- Phản ứng phân hạch kích thích.
+ Xét các phản ứng phân hạch của các hạt nhân: U23592 , U
238
92 , Pu
239
94 vì đó là những nguyên liệu cơ bản của công nghiệp năng
lượng hạt nhân.
+ Để truyền năng lượng kích hoạt cho hạt nhân X là cho một nơtron bắn vào X để X “bắt” nơtron đó. Khi “bắt” nơtron, hạt
nhân X chuyển sang một trạng thái kích thích, kí hiệu X*. Trạng thái này không bền vững và kết quả xảy ra phân hạch.
n + X X* Y + Z + kn (k = 1, 2, 3)
+ Hạt nhân X* vỡ thành hai mảnh kèm theo một vài nơtron phát ra.
+ Quá trình phân hạch của X không trực tiếp mà phải qua trạng thái kích thích X*.
2. Năng lượng phân hạch
- Xét các phản ứng phân hạch U23592 sau đây:
nIYUUn 10
138
53
95
39
*236
92
235
92
1
0 3
nSrXeUUn 10
95
38
139
54
*236
92
235
92
1
0 2
- Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng
+ Các phép tính toán chứng tỏ phản ứng phân hạch trên là phản ứng tỏa năng lượng, nlượng đó gọi là năng lượng phân hạch
+ Ví dụ: Sự phân hạch của 1g 235U giải phóng một năng lượng bằng 8,5.1010J, tương đương với năng lượng vủa 8,5 tấn than
hoặc 2 tấn dầu tỏa ra khi cháy hết.
- Phản ứng phân hạch dây chuyền.
+ Sau mỗi lần phân hạch, có k nơtron được giải phóng đến kích thích các hạt nhân 235U khác tạo nên những phân hạch mới.
Sau n lần phân hạch liên tiếp, số nơtron giải phóng là kn và kích thích kn phân hạch mới.
+ Khi k < 1 phản ứng phân hạch dây chuyền tắt nhanh.
+ Khi k = 1 phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và năng lượng phát ra không đổi theo thời gian.
+ Khi k > 1 phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và năng lượng phát ra tăng nhanh và có thể gây nên bùng nổ.
+ Muốn cho k 1, khối lượng của chất phân hạch phải đủ lớn để số nơtron bị “bắt” nhỏ hơn nhiều so nhiều so với số nơtron
được giải phóng.
+ Khối lượng tối thiểu của chất phân hạch để phản ứng phân hạch dây chuyền duy trì được trong đó gọi là khối lượng tới hạn.
3. Phản ứng phân hạch có điều khiển
- Phản ứng phân hạch này được thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân, tương ứng với trường hợp k = 1.
- Để đảm bảo cho k = 1, người ta dùng những thanh điều khiển có chứa bo hoặc cađimi.
- Vì bo hoặc cađimi có tác dụng hấp thụ nơtron nên khi số nơtron tăng quá nhiều người ta cho các thanh điều khiển ngập sâu vào
trong lò để hấp thụ nơtron thừa. Nhiên liệu phân hạch trong các lò phản ứng thường là 235U hay 239Pu.
- Năng lượng tỏa ra trong lò phản ứng không đổi theo thời gian.
V. PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH.
1. Cơ chế của phản ứng nhiệt hạch
- Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn.
- Điều kiện thực hiện
Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64
- 4 -
+ Nhiệt độ cao (50 100 triệu độ) để chuyển hỗn hợp nhiên liệu sang trạng thái plasma.
+ Mật độ hạt nhân trong plasma (n) phải đủ lớn.
+ Thời gian duy trì trạng thái plasma () ở nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn.
Vậy,
3
1614 )1010(
cm
s
n là điều kiện cơ bản để xảy ra phản ứng hạt nhân.
2. Năng lượng nhiệt hạch
Năng lượng tỏa ra bởi các phản ứng nhiệt hạch được gọi là năng lượng nhiệt hạch.
3. Phản ứng nhiệt hạch trên Trái Đất
- Trên Trái Đất, loài người đã tạo ra phản ứng nhiệt hạch khi thử bom H và đang nghiên cứu phản ứng nhiệt hạch có điều khiển.
- Phản ứng nhiệt hạch có điều khiển
MeVnHeHH 6,1710
4
2
3
1
2
1
- Muốn tiến hành được phản ứng nhiệt hạch cho các hạt nhân H21 và H
3
1 thì phải tiến hành theo ba cách:
+ Đưa nhiệt độ lên cao.
+ Dùng các máy gia tốc.
+ Dùng chùm laze cực mạnh.
Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64
- 5 -
HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
I. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
1. Cấu tạo hạt nhân:
27
19
27
1,67262.10
proâtoân
1,6.10
ñöôïc taïo neân töø
1,67493.10
( - ) nôtroân
0 : khoâng mang ñieän
p
pA
Z
n
p
m kg
Z
q C
X
m kg
N A Z
q
2. Đơn vị khối lượng nguyên tử ( u ):
27
1,007276
1 1,66055.10
1,008665
p
n
m u
u kg
m u
3. Các công thức liên hệ:
a. Số mol:
23
A
; A: khoái löôïng mol(g/mol) hay soá khoái (u) : khoái löôïng
N: soá haït nhaân nguyeân töû
;
N 6,023.10 nguyeân töû/mol
A
A
A
m NAn m
A N
N mNn N
N A
4. Bán kính hạt nhân:
1
15 31,2.10 ( )R A m
II. NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN
1. Độ hụt khối:
0
0
( ) : khoái löôïng caùc nucloân rieâng leûp nm Zm A Z m
m m m
2. Hệ thức Einstein:
2E mc ; 21 931,5uc MeV ; 131 1,6.10MeV J
3. Năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng:
a. Năng lượng liên kết:
2E mc
b. Năng lượng liên kết riêng: : tính cho moät nucloân
E
A
Chú ý: H.nhân có số khối trong khoảng từ 50 đến 70, n.lượng liên kết riêng của chúng có giá trị lớn nhất vào khoảng 8,8 MeV/nu
III. PHÓNG XẠ
1. Định luật phóng xạ:
0
0
0
0
ln22 ; vôùi : haèng soá phaân raõ
( )
2
t
t
T
t
t
T
N
N N e
m T s
m m e
2. Độ phóng xạ:
0
0
10
0 0
ln2
; vôùi : haèng soá phaân raõ
( ) 2
; ( ); 1 3,7.10 Bq
t
t
T
H
H H e
T s
H N H N Bq Ci
3. Thể tích của dung dịch chứa chất phóng xạ: 00
2
t
T
H
V V
H
Trong đó: la the å tích dung dòch chöùa V ø H
Chu kì bán rã của một số chất
Chất phóng xạ
12
6
Cacbon C
16
8
Oxi O
235
92
Urani U
210
84
Poloni Po
226
88
Rañi Ra
219
86
Radon Ra
131
53
Ioât I
Chu kì bán rã 5730 naêmT 122 sT 8
7,13.10 naêmT 138 ngaøyT 1620 naêmT 4 sT 8 ngaøyT
3. Chất phóng xạ bị phân rã:
a. Số hạt nhân nguyên tử bị phân rã: 0 0 (1 )
tN N N N e
b. Khối lượng hạt nhân nguyên tử bị phân rã: 0 0 (1 )
tm m m m e
Chú ý: Số hạt nhân nguyên tử tạo thành bằng số hạt nhân nguyên tử phóng xạ bị phân rã
Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64
- 6 -
B: N C AA B C N N ; không có định luật bảo toàn khối lượng.
4. Các tia phóng xạ:
a. Tia : 4 42 2 laø haït He b. Tia :
0 0
1 1
0 0
1 1
( )
( )
laø pozitron e
coù hai loaïi
laø electron e
c. Tia : Có bước sóng ngắn 1110 m , có năng lượng rất lớn
IV. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
1. Phản ứng hạt nhân: CA B D
A B C D
AA A A
Z Z Z ZA B C D
2. Các định luật bảo toàn:
a. Định luật bảo toàn điện tích: A B C DZ Z Z Z
b. Định luật bảo toàn số nuclon: A B C DA A A A
c. Định luật bảo toàn năng lượng: ( ) ( ) ( ) ( )A ñA B ñB C ñC D ñDE E E E E E E E
d. Định luật bảo toàn động lượng: A B C Dp p p p
3. Các công thức liên hệ:
a. Động năng:
2 27 13
1
; ( ); 1 1,66055.10 ; 1 1,6.10
2
ñE mv m kg u kg MeV J
b. Động lượng: hay ; p mv p mv p v
c. Liên hệ:
2
ñ2p mE
4. Năng lượng trong phản ứng hạt nhân:
Khối lượng các hạt nhân trước phản ứng: 0 A BM m m
Khối lượng các hạt nhân sau phản ứng: C DM m m
a. Phản ứng tỏa năng lượng: 0M M Năng lượng tỏa ra là:
2
0( ) 0E M M c
b. Phản ứng thu năng lượng: 0M M Năng lượng thu vào là:
2
0; ( )ñE E E E M M c
Phần Hạt nhân nguyên tử Biên soạn Nguyễn Thanh Hà - 0972 64 17 64
- 7 -
BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM
Câu 1. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Hạt nhân nguyên tử XAZ được cấu tạo gồm Z nơtron và A
prôton.
B. Hạt nhân nguyên tử XAZ được cấu tạo gồm Z prôton và A
nơtron.
C. Hạt nhân nguyên tử XAZ được cấu tạo gồm Z prôton và (A
- Z) nơtron.
D. Hạt nhân nguyên tử XAZ được cấu tạo gồm Z nơtron và (A
+ Z) prôton.
Câu 2. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôton.
B. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các nơtron.
C. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôton và các
nơtron.
D. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôton, nơtron và
electron.
Câu 3. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số
khối A bằng nhau.
B. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số
prôton bằng nhau, số nơtron khác nhau.
C. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số
nơtron bằng nhau, số prôton khác nhau.
D. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có khối
lượng bằng nhau.
Câu 4. Đơn vị nào sau đây không phải là đơn vị khối lượng
nguyên tử?
A. Kg; B. MeV/c; C. MeV/c2; D. u.
Câu 5. Định nghĩa nào sau đây về đơn vị khối lượng nguyên
tử u là đúng?
A. u bằng khối lượng của một nguyên tử Hyđrô H11 .
B. u bằng khối lượng của một hạt nhân nguyên tử Cacbon
H11 .
C. u bằng
12
1
khối lượng của một hạt nhân nguyên tử
Cacbon C126 .
D. u bằng
12
1
khối lượng của một nguyên tử Cacbon C126 .
Câu 6. Hạt nhân H U23892 có cấu tạo gồm:
A. 238p và 92n; C. 92p và 238n;
B. 238p và 146n; D. 92p và 146n.
Câu 7. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Năng lượng liên kết là toàn bộ năng lượng của nguyên tử
gồm động năng và năng lượng nghỉ.
B. Năng lượng liên kết là năng lượng tỏa ra khi các nuclon
liên kết với nhau tạo thành hạt nhân.
C. Năng lượng liên kết là năng lượng toàn phần của nguyên
tử tính trung bình trên số nuclon.
D. Năng lượng liên kết là năng lượng liên kết các electron và
hạt nhân nguyên tử.
Câu 8. Hạt nhân đơteri D21 có khối lượng 2,0136u. Biết khối
lượng của prôton là 1,0073u và khối lượng của nơtron là
1,0087u. Năng lượng liên kết của hạt nhân D21 là:
A. 0,67MeV; C.1,86MeV;
B. 2,02MeV; D. 2,23MeV.
Câu 9. Hạt nhân Co6027 có cấu tạo gồm: