Sự phóng xạ từ cơ bản đến nâng cao

SỰ PHÓNG XẠ TỪ CƠ BẢN ĐẾN NÂNG CAO 

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT:

1. ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ:

a. Đặc tính của quá trình phóng xạ :

- Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân

- Có tính tự phát và không điều khiển được,không chịu các tác động của bên ngoài.

- Là một quá trình ngẫu nhiên,thời điểm phân hủy không xác định được.

b. Định luật phóng xạ :

- 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 1/2 số nguyên tử của chất ấy đã biến đổi thành chất khác.

- Số lượng hạt nhân phóng xạ giảm theo hàm số mũ .

- Hay : (Khối lượng chất phóng xạ giảm theo hàm số mũ .)

* Từ định luật phóng xạ,ta suy ra các hệ thức tương ứng sau: Gọi N_o, m_o là số nguyên tử và khối lượng ban đầu của chất phóng xạ; N, m là số nguyên tử và khối lượng chất ấy ở thời điểm t, ta có:

- Trong đó: \(\lambda =\frac{ln2}{T}=\frac{0,693}{T}\) gọi là hằng số phóng xạ đặc trưng cho từng loại chất phóng xạ

2. PHÓNG XẠ NHÂN TẠO (ỨNG  DỤNG) :người ta thường dùng các hạt nhỏ (thường là nơtron) bắn vào các hạt nhân để tạo ra các hạt nhân phóng xạ của các nguyên tố bình thường.Sơ đồ phản ứng thông thường là 

\(_{Z}^{A}\textrm{X}+_{0}^{1}\textrm{n}\rightarrow _{Z}^{A+1}\textrm{X}\) 

\(_{Z}^{A+1}\textrm{X}\) là đồng vị phóng xạ của \(_{Z}^{A}\textrm{X}\). được trộn vào \(_{Z}^{A+1}\textrm{X}\) với một tỉ lệ nhất định \(_{Z}^{A+1}\textrm{X}\) phát ra tia phóng xạ , được dùng làm nguyên tử đánh dấu,giúp con người khảo sát sự vận chuyển,phân bố ,tồn tại của nguyên tử X.Phương pháp nguyên tử đánh dấu được dùng nhiều trong y học,sinh học,...

\(_{6}^{14}\textrm{C}\) được dùng để định tuổi các thực vật đã chết , nên người ta thường nói \(_{6}^{14}\textrm{C}\) là đồng hồ của trái đất.

B. CÔNG THỨC MỞ RỘNG:

1. Công thức số mol:

Trong đó:

- N là số hạt nhân tương ứng với khối lượng m.

- A: số khối.

- N_A = 6,023.10²³ nguyên tử/mol

2. Khối lượng chất phóng xạ bị phân rã trong thời gian t:

3. Số hạt nhân của chất phóng xạ bị phân rã trong thời gian t:

Phần trăm khối lượng hoặc số hạt của chất phóng xạ còn lại:

Phần trăm (%) khối lượng của của chất phóng xạ bị phân rã:                                 

Phần trăm (%) số hạt nhân của của chất phóng xạ bị phân rã:

4. Khối lượng của chất được tạo thành trong thời gian t:

 - Số hạt nhân mẹ X bị phân rã \((\Delta N_{X})\) cũng là số hạt nhân con được tạo thành \((N_{Y})\)

- Do độ hụt khối của hạt nhân nên khối lượng của chất phóng xạ X bị phân rã \(\Delta m_{X}\) khác với khối lượng của chất Y \((m_{Y})\) được tạo thành.

\(\Rightarrow\) Khối lượng chất mới được tạo thành sau thời gian t

Hay 

5. Công thức tỉ số : Đề bài cho biết \(m_{0}\) và m; \(N_{0}\) và N

hay

C. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM:

I. KIẾN THỨC CƠ BẢN:

Câu 1. Chọn câu đúng.Trong quá trình phóng xạ của một chất, số hạt phóng xạ

  A. giảm theo thời gian.                                     B. giảm theo đường hypebol.                        

   C. không giảm.                                                D. giảm theoquy luật hàm số mũ.

Câu 2. Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân

  A. Chỉ phát ra bức xạ điện từ.                                                            

   B. Không tự phát ra các tia phóng xạ.

  C. Tự phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành một hạt nhân khác.

  D. Phóng ra các tia phóng xạ, khi bị bắn phá bằng những hạt chuyển động nhanh.

Câu 3. Phát biểu nào sau đây khi noiks về tia anpha là không đúng ?                  

  A. Tia anpha thực chất là hạt nhân nguyên tử heli (\(_{2}^{4}\textrm{He}\)).

  B. Khi đi qua điện trường giữa hai bản tụ điện, tia anpha bị lêch về phía bản âm tụ điện.

  C. Tia anpha phóng ra từ hạt nhân với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng.

  D. Khi đi trong không khí, tia anpha làm ion hóa không khí và mất dând năng lượng.

Câu 4. Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về sự phóng xạ là không đúng ?

  A.  Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân tự phát phóng ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác.

  B. Sự phóng xạ tuân theo định luật phóng xạ.

  C. Phóng xạ là một trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân.

  D. Phóng xạ không phải là trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân.

Câu 5. Điều khẳng định nào sau đây là đúng khi nói về phóng xạ anpha (\(\alpha\)).

  A. Hạt nhân tự phát phóng xạ ra hạt nhân heli (\(_{2}^{4}\textrm{He}\)).

  B. Trong bảng hệ thống tuần hoàn, hạt nhân con lùi hai ô so với hạt nhân mẹ.

  C. Số khối của hạt nhân con nhỏ hơn số khối của hạt nhân mẹ 4 đơn vị.

  D. Số khối của hạt nhân con bằng số khối của hạt nhân mẹ.

Câu 6. Kết luận nào về bản chất của các tia phóng xạ dưới đây là không đúng?

  A. Tia \(\alpha ;\beta ;\gamma\) đều có chung bản chất là sóng điện từ có bước sóng khác nhau.   

  B. Tia \(\alpha\) là dòng các hạt nhân nguyên tử.      

  C. Tia \(\beta\) là dòng hạt mang điện.                      

  D. Tia \(\gamma\) là sóng điện từ.

Câu 7. Trong phóng xạ \(\beta ^{-}\) hạt nhân \(_{Z}^{A}\textrm{X}\) biến đổi thành hạt nhân \(_{Z}^{A}\textrm{Y}\) thì

  A. Z^’ = ( Z + 1 ); A^’ = A.                                  B. Z^’ = ( Z - 1 ); A^’ = A. 

  C. Z^’ = ( Z + 1 ); A^’ = ( A – 1 ).                        D. Z^’ = ( Z - 1 ); A^’ = ( A + 1 ).

Câu 8. Phát biểu nào sau đây là không đúng ?

  A. Hạt \(\beta ^{+}\) và hạt \(\beta ^{-}\) có khối lượng bằng nhau.

  B. Hạt \(\beta ^{+}\) và hạt \(\beta ^{-}\) được phóng ra từ cùng một đồng vị phóng xạ.

  C. Khi đi qua điện trường giữa hai bản tụ hạt \(\beta ^{+}\) và hạt \(\beta ^{-}\) bị lệch về hai phía khác nhau.

  D. Hạt \(\beta ^{+}\) và hạt \(\beta ^{-}\) được phóng ra có tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng.

Câu 9. Liên hệ giữa hằng số phân rã \(\lambda\) và chu kỳ bán rã T là

  A. \(\lambda =\frac{const}{T}\)            B. \(\lambda =\frac{ln2}{T}\)                C. \(\lambda =\frac{const}{\sqrt{T}}\)           D. \(\lambda =\frac{const}{T^{2}}\)

Câu 10. Khi phóng xạ \(\alpha\), so với hạt nhân mẹ thì hạt nhân con ở vị trí nào ?

  A. Tiến 1 ô.                 B. Tiến 2 ô                  C. lùi 1 ô.                    D. Lùi 2 ô.      

Câu 11. Hãy chọn câu đúng. Hạt nhân \(_{6}^{14}\textrm{C}\) phóng xạ \(\beta ^{-}\). Hạt nhân con sinh ra có:

  A. 5p và 6n.                B. 6p và 7n                  C. 7p và 7n                  D. 7p và 6n

Câu 12. Chât phóng xạ do Becơren phát hiện ra đầu tiên là:

  A. radi.                        B. urani.                      C. thôri.                       D. pôlôni.

Câu 13. Muốn phát ra bức xạ, chất phóng xạ thiên nhiên cần phải được kích thích bởi

  A. ánh sáng mặt trời.   B. tia tử ngoại.             C. tia X.                      D. tất cả đều sai

Câu 14. Điều nào sau đây là  sai khi nói về tia \(\alpha\).

  A. bị lệch khi xuyên qua một điện trường hay từ trường.                   

  B. làm ion hóa chất khí.

  C. làm phát quang một số chất.                     

  D. có khả năng đâm xuyên mạnh.

Câu 15. Chọn câu đúng. Tia \(\beta ^{-}\) là:

  A. các nguyên tử hêli bị ion hóa.                     B. các hạt nhân nguyên tử hiđrô.

  C. các êlectron.                                                D. sóng điện từ có bước sóng dài.                 

Câu 16. Tia \(\beta ^{-}\) không có tính chất nào sau đây ?

  A. Mang điện tích âm.                                     B. Có vận tốc lớn và đâm xuyên mạnh.

  C. Bị lệch về bản âm khi xuyên qua tụ điện.   D. Làm phát quang một số chất.

Câu 17. Chu kỳ bán rã của một chất phóng xạ là thời gian sau đó:

  A. hiện tượng phóng xạ lặp lại như cũ.          

  B. 1/2 số hạt nhân của chất phóng xạ bị phân rã.

  C. độ phóng xạ tăng gấp 2 lần.        

  D. khối lượng của chất phóng xạ tăng lên 2 lần so với khối lượng ban đầu.

Câu 18. Chỉ ra câu sai khi nói về tia \(\gamma\) .

  A. Không mang điện tích.                                B. Có bản chất như tia X.

  C. Có khả năng đâm xuyên rất lớn.                 D. Có vận tốc nhỏ hơn vận tốc ánh sáng

Bức xạ nào sau đây có bước sóng nhỏ nhất.

  A. Tia hồng ngoại.       B. Tia X.                     C. Tia tử ngoại.           D. Tia \(\gamma\).

Câu 19. Chỉ ra câu sai trong các câu sau:

  A. Tia \(\alpha\) gồm các hạt nhân của nguyên tử hêli.

  B. Tia \(\beta ^{+}\) gồm các hạt có cùng khối lượng với êlectron nhưng mang điện tích nguyên tố dương.

  C. Tia \(\beta ^{-}\) là các êlectron nên không phải phóng ra từ hạt nhân.

  D. Tia \(\alpha\) bị lệch trong điện trường ít hơn tia .

Câu 20. Tính chất nào sau đây không phải là tính chất chung của các tia \(\alpha\), \(\beta\),\(\gamma\)  ?

  A. Có khả năng ion hóa.                       

   B. Bị lệch trong điện trường hoặc trong từ trường

  C. Có tác dụng lên phim ảnh.                         

   D. Có mang năng lượng.

Câu 21. Các tia được sắp xếp theo khả năng xuyên thấu tăng dần khi ba tia này xuyên qua không khí là:

  A. \(\alpha\), \(\beta\), \(\gamma\)                   B. \(\alpha\), \(\gamma\), \(\beta\)                   C. \(\beta\), \(\gamma\), \(\alpha\)                        D. \(\gamma\), \(\beta\), \(\alpha\)

Câu 22. Chỉ ra câu sai trong các câu sau:

  A. Phóng xạ  là phóng xạ đi kèm theo các phóng xạ \(\alpha\) và .

  B. Vì tia  là các êlectron nên nó được phóng ra từ lớp vỏ của nguyên tử.

  C. Không có sự biến đổi hạt nhân trong phóng xạ .

  D. Phôtôn  do hạt nhân phóng ra có năng lượng rất lớn.

Câu 23. Chỉ ra câu sai. Tia \(\gamma\):

  A. gây nguy hại cho cơ thể.                                  B. có khả năng đâm xuyên mạnh.

  C. không bị lệch trong điện trường và từ trường. D. có bước sóng lớn hơn tia Rơnghen.