Chuyên đề Vật lý hạt nhân (tiếp theo)
bài tập áp dụng – Bài 6
Hạt nhân triti và đơteri tham gia phản ứng nhiệt hạchtheo phương trình:
ðộ hụt khối của triti là: ∆m
T
= 0,0087u; của đơteri là ∆m
D
= 0,0024u; của hạt
α là ∆m
α
= 0,0305u. Cho 1u = 931 MeV/c
2
. Phản ứng tỏa ra một năng lượng
là:
A. 3,26 MeV B. 18,06 MeV
C. 1,806 MeV D. 23,20 MeV
Bạn đang xem trước 20 trang nội dung tài liệu Chuyên đề Vật lý hạt nhân (tiếp theo), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
V t lý h t nhân (tt)
Chuyên ñ
V t lý h t nhân (ti p theo)
Ebook ðư c Download t i:
ho c
V t lý h t nhân (tt)
N i dung
N i dung và phương pháp gi i
Các ví d
Bài t p áp d ng
V t lý h t nhân (tt)
N i dung và phương pháp gi i
1. Vi t phương trình ph n ng h t nhân. (Xác ñ nh m t h t nhân nào ñó khi
bi t các h t nhân khác).
• Ch c n áp d ng ñ nh lu t b o toàn s kh i (A) và ñ nh lu t b o toàn
ñi n tích (b o toàn nguyên t s Z).
2. Tính năng lư ng liên k t hay năng lư ng liên k t riêng c a h t nhân So
sánh ñ b n v ng c a các h t nhân
• Áp d ng công th c ñ nh nghĩa năng lư ng liên k t:
2
E = mc v i m = Zm p + (A – Z)m n – m
• Lưu ý: 1u 931MeV/c 2
E
Năng lư ng liên k t riêng v i A là s nuclon c a h t nhân.
A
H t nhân nào có năng lư ng liên k t riêng l n hơn thì b n hơn.
V t lý h t nhân (tt)
N i dung và phương pháp gi i (tt)
3. Tính năng lư ng c a ph n ng h t nhân:
2
• Áp d ng công th c: Q = (M 0 – M)c
• N u Q > 0: ph n ng t a năng lư ng.
Q < 0: ph n ng thu năng lư ng.
(Trong ñó M0: t ng kh i lư ng các h t nhân tham gia ph n ng
M: t ng kh i lư ng các h t nhân thu ñư c sau ph n ng)
4. Xác ñ nh ñ ng năng, v n t c ho c hư ng bay c a các h t nhân (khi b n
h t nhân b ng h t nhân khác).
• Phương pháp chung:
Căn c vào ñ nh lu t b o toàn ñ ng lư ng, ñ nh lu t b o toàn
năng lư ng ñ l p h phương trình. Gi i h phương trình ñ rút
ra ñ i lư ng c n tìm.
V t lý h t nhân (tt)
Các ví d Ví d 1
1 19 19 16
B¾ n proton(1 P) v o h ¹ t nh © n 9 F t ¹ o ra ph ¶ n ø ng: P+9 F → 8 O + x
H¹ t nh © n x l :
7
A.3 L B. α
10
C. N¬ tron D.4 Be
Gi i
1 19 16 A
Ta có: 1 P+ 9 F → 8 O + Z X
Áp d ng ñ nh lu t b o toàn nuclôn: 1 + 19 = 16 + A ⇒ A = 4
Áp d ng ñ nh lu t b o toàn ñi n tích: 1 + 9 = 8 + Z ⇒ Z = 2
A 4
V y h t nhân Z X chính là2 α (h t nhân hêli)
Ch n ñáp án B
V t lý h t nhân (tt)
Các ví d (tt) – Ví d 2
Cho kh i lư ng proton và nơtron l n lư t là: m p = 1,007276u; kh i lư ng
2 20
nơtron là mn = 1,008665u và 1u = 931,5MeV/c . H t nhân 10 Ne có kh i
lư ng m = 19,98950u có lăng lư ng liên k t riêng là:
A. 7,6662 MeV/nuclon B. 9,6662 MeV/nuclon
C. 8,0323 MeV/nuclon D. 7,0738 MeV/nuclon
Gi i
Áp dô ng công th ø c:
2
E = Zmp + (A − Z)m n − m c
= [ 10 x 1,007276 + (20 − 10) . 1, 00 8665 − 19,986950 931,5 ]
= 160,6465 MeV
E 160,6465
VË y: = = 8,0323 MeV /nuclon ⇒ Chä n C
A 20
V t lý h t nhân (tt)
Các ví d (tt) – Ví d 3
2 2 3
Xét ph n ng h t nhân: 1D+ 1 D → 2 He + n
Bi t kh i lư ng các nguyên t tương ng m D = 2,0141u; m He = 3,0160u và
2
kh i lư ng nơtron m n = 1,0087u. Cho 1u = 931,5 MeV/c . Năng lư ng t a ra
trong ph n ng trên b ng:
A. 4,19 MeV B. 3,07 MeV C. 3,26 MeV D. 5,43 MeV
Gi i
2 2
Q= (M0 − M)c = 2m2 − m 3 − mn c
(1D ) 2 He ( )
Trong ñó * m 2 là kh i lư ng h t nhân ñơteri:
1D
m2 − mD − m e m : kh i lư ng nguyên t ñơteri
1D D
me: kh i lư ng electron
* m= m − 2m
3 He He e mHe : kh i lư ng nguyên t hêli
2
2
Ró t ra Q=[ 2mD − m He − m n c ]
=(2 x 2,0141 − 3,0160 − 1,0087).931,5 = 3,26MeV ⇒ Chä n C
V t lý h t nhân (tt)
Các ví d (tt) – Ví d 4
27
Dùng h t α b n phá h t nhân 13 Al (ñ ng yên) ta có ph n ng:
27 30 1
13Al+ α → 15 P + 0 n. Bi t kh i lư ng các h t nhân là: m α = 4,0015u; m Al =
2
26,974u;mP =29,970u; m n = 1,0087u; 1u = 931 MeV/c ; B qua ñ ng năng
c a các h t sinh ra. ð ng năng t i thi u c a h t α ñ ph n ng x y ra là:
A. 2 MeV B. 3 MeV C. 4 MeV D. 5 MeV
Gi i
2 2
Q= (M0 − M)c = (m Al + mα − m P − m n )c
=(26,974 + 4,0015 − 29,970 − 1,0087).931 − 3,0 (MeV)
Ph¶ n ø ng thu n ¨ ng l −î ng. §Ó ph ¶ n ø ng x ¶ y ra :
2 2
Kα + M0 c ≥ Mc
⇒Kα ≥ − Q ⇒ K α ≥ 3,0(MeV)
⇒ Chä n B
V t lý h t nhân (tt)
Các ví d (tt) – Ví d 5
9
Ngư i ta dùng h t proton b n vào h t nhân 4 Be ñ ng yên ñ gây ra ph n
9 6 6
ng: P+4 Be → 3 Li + α . Bi t ñ ng năng c a proton 3 Li và α l n lư t là 5,45
MeV; 3,575 MeV và 4,0 MeV. Phát bi u nào sau ñây ñúng.
A. Ph n ng trên thu năng lư ng là 2,125 MeV.
B. Ph n ng trên t a năng lư ng là 3,26 MeV.
C. Ph n ng trên t a năng lư ng là 2,125 MeV.
D. Không xác ñ nh ñư c năng lư ng c a ph n ng vì không cho kh i
lư ng các h t nhân.
Gi i
2 2
Áp dô ng ®Þ nh lu Ë t b ¶ o to n n ¨ ng l −î ng: KP+ M 0 c = Mc + K Li + K α
2
⇒Q = (M0 − M)c = K Li + Kα − K P
=3,575 + 4 − 5,45 = 2,125 (MeV)
Q> 0 : ph¶ n ø ng t á a n ¨ ng l −î ng 2,125 (MeV)⇒ ch ä n C
V t lý h t nhân (tt)
Các ví d (tt) – Ví d 6
234 234 A
H t nhân 92 U ñ ng yên phân rã theo phương trình: 92U→ α + Z X
Bi t năng lư ng t a ra trong ph n ng trên là 14,15 MeV. ð ng năng c a
h t α là (l y x p x kh i lư ng các h t nhân theo ñơn v u b ng s kh i c a
chúng).
A. 13,72 MeV B. 12,91 MeV C. 13,91 MeV D. 12,79 MeV
Gi i
234 4 230
Ph−¬ ng tr × nh ph ¶ n ø ng:92 U→ 2 α + 90 X
Áp dô ng ®Þ nh lu Ë t b ¶ o to n ®é ng l −î ng :
uur uur
Pα + Px = 0 (do urani ban ®Ç u ®ø ng y ª n)
2 2
⇒Pα = P x
mα K α 4K α 2K α
2mα K α = 2mx K x ⇒ K x = = =
mx 230 115
V t lý h t nhân (tt)
Các ví d (tt) – Ví d 6 (tt)
Áp dô ng ®Þ nh lu Ë t b ¶ o to n n ¨ ng l −î ng :
2
Kx+ Kα = (M 0 − M)c = Q
2K
⇒α +K = 14,15
115 α
115 x14,15
VË y K= ≈ 13,91(MeV)
α 117
Chä n ®¸ p ¸ n C
V t lý h t nhân (tt)
Các ví d (tt) – Ví d 7
9
H t proton có ñ ng năng K 1= 5,48 MeV ñư c b n vào h t nhân 4 Be ñ ng
6
yên thì th y t o thành h t nhân 3 Li và m t h t X bay ra, v i ñ ng năng b ng
K2 = 4 MeV, theo hư ng vuông góc v i hư ng chuy n ñ ng c a h t proton
t i. Tính v n t c chuy n ñ ng c a h t nhân Li (l y kh i lư ng các h t nhân
tính theo ñơn v u g n b ng s kh i). Cho 1u = 931 MeV/c 2.
A. 10,7.10 6 m/s B. 1,07.10 6 m/s
C. 8,24.10 6 m/s D. 0,824.10 6 m/s
V t lý h t nhân (tt)
Các ví d (tt) – Ví d 7 (tt)
Ph−¬ ng tr × nh ph ¶ n ø ng: ur
1 9 6 4 Px
1P+ 4 Be → 3 Li + 2 X
Áp dô ng ®Þ nh lu Ë t b ¶ o to n ®é ng l −î ng:
uur uur uur uur uur
P= P + P m P ⊥ P
1 x Li x 1 ur
2 2 2
⇒PLi = P x + P l P1
2mLi K Li= 2m x K 2 + 2m P K 1
mx K 2+ m P K 1 4x4+ 5,48
⇒KLi = = = 3,58 (MeV) ur
mLi 6
PLi
m v 2
MÆ t kh ¸ c : K = Li
Li 2
2K 2x3,58 (MeV)
⇒v = Li =
mLi 6 (u)
2x3,58xc2 2x3,58 2x3,58
= =c = 3.108 = 10,7.10 6 (m / s) ⇒ Chä n A
6x931 6x931 6x931
V t lý h t nhân (tt)
Các ví d (tt) – Ví d 7 (tt)
Chú ý:
1) Xét ph n ng: A + B → C + D
Ngoài cách tính năng lư ng ph n ng h t nhân theo công th c cơ b n:
2
Q = (M 0 – M)c
Còn có th tính năng lư ng theo các công th c sau:
Q = [ mC + mD – ( mA + mB)]
Ho c: Q = W lk(C) + W lk(D) – (W lkA + W lkB )
Ho c: Q = K C + K D – (K A + K B)
2) Gi a ñ ng lư ng (P) và ñ ng năng (K) c a m t h t có h th c:
P2 = 2mK; v i m: kh i lư ng c a h t ñó.
3) Ph i vi tuur ñ nh uur lu t uur b o uur toàn ñ ng lư ng dư i d ng véctơ
PA+ P B = P C + P D
(Lưu ý: h t nhân ñ ng yên có ñ ng lư ng b ng 0)
V t lý h t nhân (tt)
Bài t p áp d ng Bài 1
235
92 U h p th nơtron nhi t, phân h ch và sau m t vài quá trình ph n ng
d n ñ n k t qu t o thành các h t nhân b n theo phương trình sau:
235 143 90 − −
92U+ n → 60 Nd + 40 Zn + xn + y β + y γ
Trong ñó x và y tương ng là s h t nơtron, electron và ph n nơtrinô phát
ra, x và y b ng:
A. x = 4; y = 5 B. x = 5; y = 6
C. x = 3; y = 8 D. x = 6; y = 4
V t lý h t nhân (tt)
Bài t p áp d ng Bài 1
235
92 U h p th nơtron nhi t, phân h ch và sau m t vài quá trình ph n ng
d n ñ n k t qu t o thành các h t nhân b n theo phương trình sau:
235 143 90 − −
92U+ n → 60 Nd + 40 Zn + xn + y β + y γ
Trong ñó x và y tương ng là s h t nơtron, electron và ph n nơtrinô phát
ra, x và y b ng:
A. x = 4; y = 5 B. x = 5; y = 6
C. x = 3; y = 8 D. x = 6; y = 4
V t lý h t nhân (tt)
Bài t p áp d ng Bài 2
2 2 56 235
Năng lư ng liên k t c a các h t nhân: 1 H; 2 He; 26 Fe và 92 U l n lư t là:
2,22; 2,83; 492 và 1786 (MeV). H t nhân b n v ng nh t là:
2 3 56 235
A.1 H B. 2 He C.26 Fe D.92 U
V t lý h t nhân (tt)
Bài t p áp d ng Bài 2
2 2 56 235
Năng lư ng liên k t c a các h t nhân: 1 H; 2 He; 26 Fe và 92 U l n lư t là:
2,22; 2,83; 492 và 1786 (MeV). H t nhân b n v ng nh t là:
2 3 56 235
A.1 H B. 2 He C.26 Fe D.92 U
V t lý h t nhân (tt)
Bài t p áp d ng – Bài 3
4
Năng lư ng liên k t c a h t nhân ñơteri là 2,2 MeV và c a 2 He là 28 MeV.
4
N u hai h t nhân ñơteri t ng h p thành 2 He thì năng lư ng t a ra là:
A. 30,2 MeV B. 25,8 MeV
C. 23,6 MeV D. 19,2 MeV
V t lý h t nhân (tt)
Bài t p áp d ng – Bài 3
4
Năng lư ng liên k t c a h t nhân ñơteri là 2,2 MeV và c a 2 He là 28 MeV.
4
N u hai h t nhân ñơteri t ng h p thành 2 He thì năng lư ng t a ra là:
A. 30,2 MeV B. 25,8 MeV
C. 23,6 MeV D. 19,2 MeV
V t lý h t nhân (tt)
Bài t p áp d ng – Bài 4
210
H t nhân 84 P 0 ñ ng yên, phân rã α thành h t nhân chì. ð ng năng c a h t
α bay ra chi m bao nhiêu ph n trăm c a năng lư ng phân rã?
A. 1,9% B. 98,1% C. 81,6% D. 19,4%
V t lý h t nhân (tt)
Bài t p áp d ng – Bài 4
210
H t nhân 84 P 0 ñ ng yên, phân rã α thành h t nhân chì. ð ng năng c a h t
α bay ra chi m bao nhiêu ph n trăm c a năng lư ng phân rã?
A. 1,9% B. 98,1% C. 81,6% D. 19,4%
V t lý h t nhân (tt)
Bài t p áp d ng – Bài 5
226
Rañi 88 R a là ch t phóng x α. Gi s ban ñ u h t nhân rañi ñ ng yên ;
ph n ng phân rã t a ra m t năng lư ng là 5,96 MeV. Tính ñ ng năng c a
h t α sau ph n ng( xem kh i lư ng các h t nhân tính theo ñơn v u x p x
b ng s kh i c a chúng).
A. 5,855 MeV B. 0,105 MeV
C. 5,645 MeV D. 0,315 MeV
V t lý h t nhân (tt)
Bài t p áp d ng – Bài 5
226
Rañi 88 R a là ch t phóng x α. Gi s ban ñ u h t nhân rañi ñ ng yên ;
ph n ng phân rã t a ra m t năng lư ng là 5,96 MeV. Tính ñ ng năng c a
h t α sau ph n ng( xem kh i lư ng các h t nhân tính theo ñơn v u x p x
b ng s kh i c a chúng).
A. 5,855 MeV B. 0,105 MeV
C. 5,645 MeV D. 0,315 MeV
V t lý h t nhân (tt)
Bài t p áp d ng – Bài 6
H t nhân triti và ñơteri tham gia ph n ng nhi t h ch theo phương trình:
2 3 4
1D+ 1 T → 2 α + n
ð h t kh i c a triti là: mT = 0,0087u; c a ñơteri là mD = 0,0024u; c a h t
2
α là mα = 0,0305u. Cho 1u = 931 MeV/c . Ph n ng t a ra m t năng lư ng
là:
A. 3,26 MeV B. 18,06 MeV
C. 1,806 MeV D. 23,20 MeV
V t lý h t nhân (tt)
Bài t p áp d ng – Bài 6
H t nhân triti và ñơteri tham gia ph n ng nhi t h ch theo phương trình:
2 3 4
1D+ 1 T → 2 α + n
ð h t kh i c a triti là: mT = 0,0087u; c a ñơteri là mD = 0,0024u; c a h t
2
α là mα = 0,0305u. Cho 1u = 931 MeV/c . Ph n ng t a ra m t năng lư ng
là:
A. 3,26 MeV B. 18,06 MeV
C. 1,806 MeV D. 23,20 MeV
V t lý h t nhân (tt)
Bài t p áp d ng – Bài 7
7
Cho proton có ñ ng năng K P= 1,46 MeV, b n vào h t nhân 3 Li ñang ñ ng
yên. Ph n ng sinh ra hai h t nhân gi ng nhau và có cùng ñ ng năng. Cho
bi t ph n ng t a ra năng lư ng 17,22 MeV. Phát bi u nào sau ñây ñúng?
4
A. Hai h t sinh ra là hai h t 2 α và ñ ng năng c a m i h t là 8,61 MeV.
B. Hai h t sinh ra là hai h t triti và ñ ng năng m i h t là 8,61 MeV.
6
C. Hai h t sinh ra là hai h t 3 Li và có ñ ng năng m i h t là 7,88 MeV.
4
D. Hai h t sinh ra là hai h t 2 α và ñ ng năng c a m i h t là 9,34 MeV.
V t lý h t nhân (tt)
Bài t p áp d ng – Bài 7
7
Cho proton có ñ ng năng K P= 1,46 MeV, b n vào h t nhân 3 Li ñang ñ ng
yên. Ph n ng sinh ra hai h t nhân gi ng nhau và có cùng ñ ng năng. Cho
bi t ph n ng t a ra năng lư ng 17,22 MeV. Phát bi u nào sau ñây ñúng?
4
A. Hai h t sinh ra là hai h t 2 α và ñ ng năng c a m i h t là 8,61 MeV.
B. Hai h t sinh ra là hai h t triti và ñ ng năng m i h t là 8,61 MeV.
6
C. Hai h t sinh ra là hai h t 3 Li và có ñ ng năng m i h t là 7,88 MeV.
4
D. Hai h t sinh ra là hai h t 2 α và ñ ng năng c a m i h t là 9,34 MeV.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
TaiLieuTongHop.Com---Chuyendevatlyhatnhan phan 2.7786.pdf
