phương pháp giải bài tập phản ứng hạt nhân

[tienk10]

[PDF]https://server1.vnkienthuc.com/files/3/Puhn.14952%20%281%29.pdf[/PDF]
CHƯƠNG VII: VẬT LÝ HẠT NHÂN
BÀI 3: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
1. ĐỊNH NGHĨA:
Các hạt nhân có thể t ương tác cho nhau và biến thành những hạt nhân khác. Những quá tr ình đó g ọi là ph ản ứng hạt nhân.
Có hai loại phản ứng hạt nhân:
- Phản ứng hạt nhân tự phát( phóng xạ)
- P hản ứng hạt nhân kích thích( Nhiệt hạch, phân hạch..)
2. CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TO ÀN TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN:
Chú ý: Định luật bảo to àn điện tích v à số khối giúp ta viết các ph ương tr ình ph ản ứng hạt nhân.
2.3 Bảo toàn năng lư ợng ( Năng lượng to àn phần trước phản ứng = Năng lượng toàn phần sau phản ứng)
4. Ph ản ứng phân hạch, nhiệt hạch
A: Phản ứng phân hạch: n + X Y + Z + kn + Q
Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng sau khi hấp thụ một notron sẽ vỡ
ra thành hai m ảnh nhẹ h ơn. Đồng thời giải phóng k n ơtron và tỏa nhiều nhiệt.
- Đặc điểm chung của các ph ản ứng hạt nhân là:
o Có hơn 2 notron được sinh ra
o Tỏa ra năng lượng lớn.
Nếu:
- k < 1: Phản ứng tắt dần
- k > 1: Phản ứng v ượt hạn
- k = 1: phản ứng duy tr ì ổn định
Bhản ứng nhiệt hạch:
- Đây là phản ứng trong đó 2 hay nhiều hạt nhân loại nhẹ tổng hợp lại thành hạt nhân
nặng hơn.


- Phản ứng n ày xảy ra ở nhiệt độ rất cao nên g ọi là phản ứng nhiệt hạch.
- phản ứng nhiệt hạch là nguồn gốc duy trì n ăng lượng cho mặt trời


CHƯƠNG VII: VẬT LÝ HẠT NHÂN
BÀI 3: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
1. ĐỊNH NGHĨA:
Các hạt nhân có thể t ương tác cho nhau và biến thành những hạt nhân khác. Những quá tr ình đó g ọi là ph ản ứng hạt nhân.
Có hai loại phản ứng hạt nhân:
- Phản ứng hạt nhân tự phát( phóng xạ)
- P hản ứng hạt nhân kích thích( Nhiệt hạch, phân hạch..)
2. CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TO ÀN TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN:
Cho phản ứng hạt nhân sau:
4. Ph ản ứng phân hạch, nhiệt hạch
A: Phản ứng phân hạch: n + X Y + Z + kn + Q
Phân hạch là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng sau khi hấp thụ một notron sẽ vỡ
ra thành hai m ảnh nhẹ h ơn. Đồng thời giải phóng k n ơtron và tỏa nhiều nhiệt.
- Đặc điểm chung của các ph ản ứng hạt nhân là:
o Có hơn 2 notron được sinh ra
o Tỏa ra năng lượng lớn.
Nếu:
- k < 1: Phản ứng tắt dần
- k > 1: Phản ứng v ượt hạn
- k = 1: phản ứng duy tr ì ổn định
Bhản ứng nhiệt hạch:
- Đây là phản ứng trong đó 2 hay nhiều hạt nhân loại nhẹ tổng hợp lại thành hạt nhân
nặng hơn.
- Phản ứng n ày xảy ra ở nhiệt độ rất cao nên g ọi là phản ứng nhiệt hạch.
- phản ứng nhiệt hạch là nguồn gốc duy trì n ăng lượng cho mặt trời.
I I. BÀI TẬP MẪU:
= (4,0015 + 26,974 - 29,97 - 1,0087)* 931 = 2,9792 Mev
Phản ứng tỏa 2,9792 Mev
Chọn đáp án A
Ví dụ 2hản ứng hạt nhân nhân tạo giữa hai hạt A v à B tạo ra hai hạt C v à D, Biết tổng động năng của các hạt trước phản ứng là 10
MeV, tổng động năng của các hạt sau phản ứng l à 15Mev. Xác đ ịnh năng l ượng tỏa ra trong phản ứng?
A:T hu5 Mev B:Tỏa 15 Mev C: T ỏa 5 MeV D:Thu 10 Mev
A: Z=1,A=1. B: Z=2,A=3. C: Z=1,A=3. D: Z=2,A=4
Câu 13: Chọn câu trả lời đúng. Trong lò phản ứng hạt nhân của nhà máy điện nguy ên tử hệ số nhân n ơ trôn có trị số.
A: S >1. B: S ≠1. C: S <1. D: S =1
Câu 14: Người ta có thể kiểm soát phản ứng dây chuyền bằng cách:
A: Làm chậm nơtron b ằng than ch ì. B: Hấp thụ nở tron chậm bằng các thanh Cadimi.
C:Làm chậm nơ tro n bằng nước nặng. D: Câu A và C.
Câu 15: Chọn câuđúng . Lý do c ủa việc tìm cách thay thế năng lượng phân hạch bằng năng lượng nhiệt hạch là:
A:Tính trên một cùng đơn v ị khối lượng là phản ứng nhiệt hạch tỏa ra năng l ượng nhiều hơn phản ứng phân hạch.
B: Nguyên li ệu của phản ứng nhiệt hạch có nhiều trong thi ên nhiên. Ph ản ứng nhiệt hạch dễ kiểm soát.
C: Phản ứng nhiệt hạch dễ kiểm soát.
D: Năng lượng nhiệt hạch sạch hơn năng lư ợng phân hạch.
Câu 16: Lý do để người ta xây dựng nh à máy điện nguy ên tử:
A: Giá thành điệ n rẻ. B: Nguyên liệu dồi d ào.
C: ít gây ô nhiếm môi trường . D: Chi phí đầu tư thấp.
Câu 17: Các phản ứng hạt nhân không tuân theo
A: Định luật bảo to àn điện tích B:Định luật bảo to àn số khối
C: Đị nh luật bảo to àn động lượng D:Định luật bảo to àn khối lượng
Câu 18: Trong phản ứng hạt nhân ,proton
A:có thể biến th ành nơtron và ngược lại B:có th ể biến thành nuclon và ngư ợc lại
C:đư ợc bảo toàn D: A và Cđúng
Câu 19: Bổ sung v ào phần thiếu của câu sau :” Một phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng thì khối lượng của các hạt nhân trước phản
ứng ………. khối lượng của các hạt nhân sinh ra sau phản ứng “
A: nhỏ hơn B:bằng với (để bảo to àn năng lư ợng)
C: lớn hơn D:có thể nhỏ hoặc lớn h ơn
Câu 20: Chọn câu trả lời đúngnhất : trong phản ứng nhiệt hạch đ òi hỏi phải có nhiệt độ rất lớn v ì:
A:khi nhi ệt độ rất cao th ì lực tĩnh điện giảm trở thành không đáng k ể
B:v ận tốc của chuyển động nhiệt tăng theo nhiệt độ
C: động năng của hạt tăng theo nhiệt độ
D:nhiệt độ cao phá vỡ các hạt nhân dể d àng
Câu 21: Câu nào sau đây là saikhi nói v ề sự phóng xạ.
A: Tổng khối lượng của hạt nhân tạo th ành có khối lượng lớn hơn khối lượng hạt nhân mẹ.
B: không phụ thuộc v ào các tác động bên ngoài.
C: hạt nhân con bền h ơn hạt nhân mẹ.
D: Là phản ứng hạt nhân tự xảy ra.
Câu 22: Phản ứng hạt nhân là :
A: Sự biến đổi hạt nhân có k èm theo sự tỏa nhiệt.
B: Sự tương tác giữa hai hạt nhân dẫn đến sự biến đổi của chúng thành hai hạt nhân khác.
C: Sự kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành m ột hạt nhân nặng.
Gv: HKP
Giáo Dục Hồng Phúc -Nơi Khởi Đầu Ước Mơ!
HP 5
D: Sự phân rã hạt nhân nặng để biến đổi th ành hạt nhân nhẹ bền hơn.
Câu 23: Khi nói về phản ứng hạt nhân tỏa năng l ượng, điều nào sau đây là sai?
A:Các hạt nhân sản phẩm bền h ơn các hạt nhân tương tác
B:Tổng độ hụt các hạt tương tác nhỏ hơn tổng độ hụt khối các hạt sản phẩm.
C:Tổng khối lượng các hạt tương tác n hỏ h ơn tổng khối lượng các hạt sản phẩm.
D:Tổng năng l ượng liên kết của các hạt sản phẩm lớn h ơn tổng năng lượng liên k ết của các hạt tương tác
Câu 24: Phản ứng sau đây không phải là phản ứng hạt nhân nhân tạo
A:Hai hạt nhân r ất nhẹ như hiđrô, hêli kết h ợp lạ i v ớ i nhau , thu năng lượng là phả n ứng nhiệt hạch
Bhản ứng hạt nhân sinh ra các hạt có t ổng khối l ượng bé hơn khối l ượng các hạt ban đầu là phả n ứng tỏ a năng lượng
C:Urani thường được dùng trong phản ứng phân hạch
Dhản ứng nhiệt hạch tỏ a ra năng lượng lớn hơn phản ứng phân hạch nếu khi dùng cùng m ột khối lượng nhiên liệu.
Câu 26: Chọn câu phát biểu không đúng
A:Hạt nhân có năng lượng liên k ết riêng càng lớn thì càng b ền vững
B:Khi lực hạt nhân liên kết các nuclon để tạo thành hạt nhân th ì luôn có sự hụt khối
C: Chỉ những hạt nhân nặng mới có tính phóng xạ
D:Trong m ộthạt nhân có số n ơtron không nhỏ hơn số protôn thì hạt nhân đó có cả hai loại hạt này
Câu 27: Nhận xét nào v ề phản ứng phân hạch v à phản ứng nhiệt hạch l à không đúng?
A:Sự phân hạch là hi ện tượng một hạt nhân nặng hấp thụ một nơtron chậm rồi vỡ thành hai hạt nhân trung bình cùng v ới hoặc 3 nơtron.
Bh ản ứng nhiệt hạch chỉ xảy ra ở nhiệt độ rất cao .
C: Bom khinh khí được thực hiện bởi phản ứng phân hạch.
D:Con ngư ời chỉ thực hiện đư ợc phản ứng nhiệt hạch dưới dạng không kiểm soát được .
Câu 28: Khi một hạt nhân nguyên tử phóng xạ lần lượt một tia rồi một tia 
-thì h ạt nhân nguy ên tử sẽ biến đổi như thế nào?
A:Số khối giảm 4, số prôtôn giảm 1. B:Số khối giảm 4, số prôtôn giảm 2.
C:Số khối giảm 4, số prôtôn tăng 1. D:Số khối giảm 2, số prôtôn giảm 1.
N P p     . N ếu các hạt sinh ra có c ùng v ận tốc v v ới hạt ban
đầu. Tính t ỉ số của động năng của các ban đầu v à các hạt mới sinh ra.
A: 3/4. B: 2/9. C: 1/3. D: 5/2.
He
= 4MeV. Cho rằng độ lớn của khối lượng của một hạt
nhân (đo bằng đơn v ị u) xấp xỉ bằng số khối A của nó. Động năng của hạt X bằng
A:6,225MeV . B:1,225MeV . C:4,125MeV. D:3,575MeV .
Câu 49: Người ta dùng hạt prôton bắn v ào một hạt nhân bia đứng y ên để gây ra phản ứng tạo thành hai h ạt giống nhau bay ra với
cùng độ lớn động năng v à theo các hư ớng lập với nhau một góc lớn hơn
0
120 . Bi ết số khối của hạt nhân bia lớn hơn 3. K ết luận n ào
sau đây đúng?
A:Không đủ dữ liệu để kết luận Bhản ứng tr ên là phản ứng tỏa năng l ượng
C:Năng lượng của phản ứng trên b ằng 0 Dhản ứng trên là phản ứng thu năng lượng
Câu 50: Cho hạt α b ắn phá vào hạt nhân nhôm(
= 931MeV. Phản ứng này toả hay thu bao nhi êu năng lư ợng? Chọn kết quả
đúng ?
A:Toả năng lư ợng 2,9792MeV. B:Toả năng l ượng 2,9466MeV.
C:Thu năng lư ợng 2,9792MeV. D:Thu năng lư ợng 2,9466MeV.
Câu 51: Một prôtôn có động năng W p
=1,5Mev bắn v ào hạt nhân
7
3
Li đang đứng y ên thì sinh ra 2 hạt X có bản chất giống nhau v à
không kèm theo bức xạ gamma . Tính động năng c ủa mỗi hạt X? Cho mLi=7,0144u; m p=1,0073u; m x
=4,0015u; 1uc
2
=931Mev.
A:9,4549Mev. B:9,6Mev. C:9,7Mev. D:4,5Mev.
Câu 52: Cho phản ứng hạt nhân D + Li n + X. Động năng của các hạt D, Li, n v à X l ần lượt là: 4 MeV; 0; 12 MeV và 6 MeV.
Ahản ứng thu năng lượng 14 MeV Bhản ứng thu năng lượng 13 MeV
Chản ứng toả năng l ượng 14 MeV Dhản ứng toả năng lượng 13 MeV
Ra phóng ra 3 hạt α và m ột hạt β
-trong chuỗi phóng xạ liên tiếp. Khi đó hạt nhân con tạo thành là
A:18,0614 J B:38,7296 MeV C:38,7296 J D:18,0614 MeV
Câu 55: Tính năng lư ợng tối thiểu cần thiết để tách hạt nhân Oxy (O16) thành 4 hạt anpha. Cho khối lượng của các hạt: m
+ n. Cho biết độ hụt khối của D là 0,0024 u và tổng năng lượng nghỉ của các hạt trước
phản ứng nhiều hơn tổng năng lượng nghỉ của các hạt sau phản ứng là 3,25 MeV, 1uc
là
A:7,7187 MeV, B:7,7188 MeV; C:7,7189 MeV; D:7,7186 MeV
Câu 57: Nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện 182.10
7
W, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân U235 với hiệu suất
30%. Trung bình m ỗi hạt U235 phân hạch toả ra năng lư ợng 200 MeV. NA
= 6,022.10
23
/mol . T rong 365 ngày ho ạt động nhà máy tiêu
th ụ mộ t kh ối lư ợng U235 nguy ên chất là
A:2333 kg B:2461 kg C:2362 kg D:2263 kg
Gv: HKP
Giáo Dục Hồng Phúc -Nơi Khởi Đầu Ước Mơ!
HP 7
Ra ban đầu đang đứng y ên thì phóng ra hạt α c ó động năng 4,80MeV. Coi khối lượng mỗi hạt nhân xấp xỉ với
số khối của nó. Năng lượng to àn phần tỏa ra trong sự phân rã nà y là
A: 4,89MeV B:4,92MeV C:4,97MeV D:5,12MeV
Câu 60: (CĐ 2007): Các phản ứng hạt nhân tuân theo định luật bảo to àn
A:số nuclôn. B:số n ơtrôn (nơtron). C:khối l ượng. D:số prôtôn.
Câu 61: (CĐ 2007): Xét một phản ứng hạt nhân: H
. Năng lượng phản ứng trên to ả ra là
A:7,4990 MeV. B:2,7390 MeV. C:1,8820 MeV. D:3,1654 MeV.
Câu 62: (ĐH –2007): Phản ứng nhiệt hạch l à sự
A:k ết hợp hai hạt nhân rất nhẹ th ành m ột hạt nhân nặng h ơn trong điều kiện nhiệt độ rất cao.
B:kết hợp hai hạt nhân có số khối trung b ình thành m ột hạt nhân rất nặng ở nhiệt độ rất cao.
Chân chia m ột hạt nhân nhẹ thành hai hạt nhân nhẹ h ơn kèm theo sự tỏa nhiệt.
Dhân chia m ột hạt nhân rất nặng thành các hạt nhân nhẹ h ơn.
Câu 63: (CĐ 2008): Phản ứng nhiệt hạch là
A: Nguồn gốc năng lượng của Mặt Trời.
B: Sự tách hạt nhân nặng thành các hạt nhân nhẹ nhờ nhiệt độ cao.
C: Phản ứng hạt nhân thu năng lượng.
D: Phản ứng kết hợp hai hạt nhân có khối lượng trung b ình thành m ột hạt nhân nặng.
Câu 64: (ĐH –2008): Hạt nhân A đang đứng y ên thì phân rã thành h ạt nhân B có khối l ượng m
và hạt có khối lượng m
U , g ọi k l à hệ số nhân n ơtron. Phát bi ểu nào sau đây làđúng?
A:Nếu k < 1 th ì phản ứng phân hạch dây chuyền xảy ra v à năng lư ợng tỏ a ra tăng nhanh.
B:Nếu k > 1 th ì phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy tr ì và có thể gây nên bùng nổ.
C:Nếu k > 1 th ì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra.
D:Nếu k = 1 th ì phản ứng phân hạch dây chuyền không xảy ra.
. L ấy độ hụt khối của hạt nhân T, hạt nhân D, hạt nhân He
lần l ượt là 0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và 1u = 931,5 MeV/c
. Năng lư ợng tỏa ra của phản ứng xấp xỉ bằng
A: 15,017 MeV. B:200,025 MeV. C:17,498 MeV . D:21,076 MeV.
Câu 68: (ĐH –CĐ 2010)Hạt nhân
210
84
Po đang đứng y ên thì phóng x ạ α, ngay sau ph óng xạ đó, động năng của hạt α
A: Lớn hơn động năng của hạt nhân con.
B: Chỉ có thể nhỏ h ơn hoặc bằng động năng của hạt nhân con.
C: Bằng động năng của hạt nhân con.
D: Nhỏ hơn động năng của hạt nhân con.
Câu 69: (ĐH –CĐ 2010): Dùng một prôtôn có động năng 5,45 MeV bắn v ào hạt nhân
9
4 Be
đang đứng y ên. Phản ứng tạo ra hạt
nhân X và hạt α. H ạt α bay ra theo phương vuông góc v ới phương tớic ủa prôtôn v à có động năng 4 MeV. Khi tính động năng của các
hạt, lấy khối lượng các hạt tính theo đ ơn v ị khối lượng nguyên tử bằng số khối của chúng. Năng l ượng tỏa ra trong phản ứng này bằng
A:3,125 MeV. B:4,225 MeV. C:1,145 MeV. D:2,125 M eV.
Câu 70: (ĐH –CĐ 2010): Phóng xạ v à phân hạch hạt nhân
A: đều có sự hấp thụ nơtron chậm. B: đều là phản ứng hạt nhân thu năng lượng.
C:đều không phải l à phản ứng hạt nhân. D:đ ều l à phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.
(ĐH – CĐ 2010): Cho phản ứng hạt nhân
Li ) đ ứng y ên. Giả sử sau phản ứng thu
đư ợc hai hạt giống nhau có c ùng động năng v à không kèm theo tia  . Bi ết năng lượng tỏa ra của phản ứng là 17,4 MeV. Động năng của
mỗi hạt sinh ra là
Câu 72: (ĐH –CĐ 2010): Phản ứng nhiệt hạch là
A: sự kết hợp hai hạt nhân có số khối trung b ình tạo thành hạt nhân nặng hơn.
Gv: HKP
Giáo Dục Hồng Phúc -Nơi Khởi Đầu Ước Mơ!
HP 8
B: phản ứng hạt nhân thu năng lượng .
C: phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ th ành hai m ảnh nhẹ h ơn.
Dhản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.
Câu 73: (ĐH –CĐ 2010): Pôlôni
Po phóng xạ và biến đổi thành chì Pb .Biết khối l ượng các hạt nhân Po;  ; Pb lần lượt là:
209,937303 u; 4,001506 u; 205,929442 u và 1 u =
Năng lư ợng tỏa ra khi m ột hạt nhân pôlôni phân rã xấp xỉ bằng
A: 5,92 MeV . B: 2,96 MeV. C:29,60 MeV. D:59,20 MeV.
Câu 74: (ĐH - 2011) Giả sửtrong m ột ph ả n ứ ng h ạ t nhân, tổ ng khố i lư ợ ng c ủa các hạ t trư ớc ph ản ứ ng nhỏhơn tổ ng khố i lư ợng các
hạ t sau phả n ứ ng là 0,02 u. Phả n ứng hạ t nhân này
A: to ả năng lư ợng 1,863 MeV. B: thu năng lư ợng 1,863 MeV.
C: to ả năng lượng 18,63 MeV. D: thu năng lư ợng 18,63 MeV.
Câu 75: (ĐH - 2011) Bắn m ộ t prôtôn vào h ạ t nhân
Li đứng yên. Phả n ứng tạo ra hai hạ t nhân X giố ng nhau bay ra v ớ i cùng tốc
độvà theo các phương hợp v ới phương t ới c ủa prôtôn các góc b ằng nhau là 60
. L ấy khố i lư ợng c ủa m ỗi h ạ t nhân tính theo đơn v ịu
bằ ng số khố i c ủa nó. T ỉ số giữa tố c độ của prôtôn và tốc độ của hạ t nhân X là
A:¼ B: 2. C:½ D: 4.
Câu 76: (ĐH - 2011) Mộ t hạ t nhân X đứ ng yên, phóng xạ α v à biế n thành hạ t nhân Y. G ọi m 1 và m