Tải bản đầy đủ

LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP VẬT LÝ HẠT NHÂN VẬT LÝ LỚP 12

Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

Bài 1: CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ. ĐỘ HỤT KHỐI
A.TÓM TẮT LÍ THUYẾT.
I.CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
1.Cấu hạt nhân nguyên tử
Gồm hai nuclôn: Prôtôn (mang điện tích e ) và Nơtrôn: kí hiệu
1
n  0 n , không mang điện.
1.1.Kí hiệu hạt nhân: ZA X
- A = số nuctrôn : số khối
- Z = số prôtôn = điện tích hạt nhân: nguyên tử số
- N  A  Z : số nơtrôn
1

1.2.Bán kính hạt nhân nguyên tử: R  1, 2 .1015 A3 (m)
2.Đồng vị
Những nguyên tử đồng vị là những nguyên tử có cùng số prôtôn ( Z ), nhưng khác số nơtrôn (N)
hay số nuclôn (A).
1
Ví dụ: Hidrô có ba đồng vị

; 12 H ( 12 D ) ; 13 H ( 31T )
1H
3.Đơn vị khối lượng nguyên tử
- u : có giá trị bằng 1/12 khối lượng cacbon 126C
- 1u  1, 66055 .1027 kg  931,5 MeV / c 2 ; 1 MeV  1, 6 .1013 J
II.ĐỘ HỤT KHỐI – NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN
1.Lực hạt nhân
-Lực hạt nhân là lực tương tác giữa các nuclôn, bán kính tương tác khoảng 10 15 m .
-Lực hạt nhân không cùng bản chất với lực hấp dẫn hay lực tĩnh điện; nó là lực mới truyền tương
tác giữa các nuclôn trong hạt nhân gọi là tương tác mạnh.
2.Độ hụt khối m của hạt nhân ZA X
Khối lượng hạt nhân mhn luôn nhỏ hơn tổng khối lượng các nuclôn tạo thành hạt nhân đó một
lượng m .
m   Z .m p  ( A  Z ).mN  mhn 
3.Năng lượng liên kết Wlk của hạt nhân ZA X
-Năng liên kêt Là năng lượng tỏa ra khi tạo thành một hạt nhân (hay năng lượng thu vào để phá vỡ
một hạt nhân thành các nuclôn riêng biệt).
Khi đơn vị của:
Wlk   J ;  m p    mn    mhn   kg
Thì Wlk   Z .m p  N .mn  mhn  . c 2  m . c 2
Khi đơn vị của:
Wlk   MeV ;  m p    mn    mhn   u
Wlk   Z .m p  N .mn  mhn  . 931, 5  m . 931,5
4.Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân ZA X

Thì

-Năng lượng liên kết riêng là năng lượng liên kết tính trên một nuclôn  

Wlk
.
A

-Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.
III.HỆ THỨC ANHXTANH GIỮA KHỐI LƯỢNG VÀ NĂNG LƯỢNG.
-Theo Anhxtanh thì một vật có khối lượng m sẽ có năng lượng tương ứng: E  mc 2 với c là tốc độ
ánh sáng trong chân không: c  3.108 m / s .
m0
-Khối lượng của vật chuyển động với vận tốc v là: m 
với m0 là khối lượng nghỉ của vật


v2
1 2
c
(khối lượng khi vật đứng yên)
Trang 1


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

-Năng lượng toàn phần của vật: E  mc 2 

m0c 2
1

v2
c2

-Năng lượng nghỉ: E0  m0 c 2
-Động năng tương đối của vật có khối lượng m chuyển động với tốc độ v là:




1
K  E  E0   m  m0  c 2  m0 c 2 
 1


v2
 1 2

c


B.BÀI TOÁN.
Dạng 1. Bài tập về hệ thức Anhxtanh.
I.Phương pháp.
-Áp dụng các công thức:
m0
+Khối lượng tương đối: m 
v2
1 2
c
m0c 2
+Năng lượng toàn phần: E  mc 2 
v2
1 2
c
2
+Năng lượng nghỉ: E0  m0 c




1
+Động năng tương đối của vật: K  E  E0   m  m0  c 2  m0 c 2 
 1


v2
 1 2

c


+Định lí về biến thiên động năng: K 2  K1   A
+Công của lực điện trường đều tác dụng lên một điện tích: A  qEd
II.Bài tập.
Bài 1. Một người có khối lượng nghỉ là 60kg chuyển động với tốc độ 0,8c. Khối lượng tương đối tính của
người này là
A.50kg
B.100kg
C.80kg
D.120kg
Bài 2. Năng lượng toàn phần của một vật đứng yên có khối lượng 1kg bằng
A. 9.1016 J
B. 9.106 J
C. 9.1010 J
D. 9.1011 J
16
Bài 3. Một vật có khối lượng nghỉ là 1kg. Động năng của vật bằng 6.10 J. Tốc độ của vật bằng
A.0,6c
B.0,7c
C.0,8c
D.0,9c
Bài 4. Một vật có khối lượng nghỉ 2kg chuyển động với tốc độ 0,6c. Động năng của vật bằng
A. 2,5.1016 J
B. 4,5.1016 J
C. 1016 J
D. 2, 25.1016 J
Bài 5. Một hạt có khối lượng nghỉ m0. Theo thuyết tương đối, động năng của hạt này khi chuyển ssoongj
với tốc độ 0,6c là
A. 1, 25m0 c 2
B. 0,36m0 c 2
C. 0, 25m0 c 2
D. 0, 225m0 c 2
Bài 6. Một hạt có động năng bằng năng lượng nghỉ của nó. Vận tốc của hạt bằng
A. 2, 6.108 m / s
B. 2,3.108 m / s
C. 1,5.108 m / s
D. 2, 0.108 m / s
Bài 7. Vận tốc của một electron tăng tốc qua hiệu điện thế 105V là
A. 0, 4.108 m / s
B. 0,8.108 m / s
C. 1, 2.108 m / s
D. 1, 6.108 m / s
Bài 8. Một vật đứng yên tự vỡ thành hai mảnh chuyển động theo hai hướng ngược nhau. Khối lượng nghỉ
của hai mảnh lần lượt là 3kg và 5,33kg; tốc độ lần lượt là 0,8c và 0,6c. Khối lượng của vật ban đầu là
A.10,663kg
B.11,663kg
C.1,1663kg
D.11,663g
Trang 2


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

Bài 9. Một electron được gia tốc đến tốc độ 0,5c. Lấy m0 e  9,1.1031 kg ; c  3.108 m / s . Độ biến thiên
năng lượng của hạt là
A.0,079eV
B.0,079MeV
C.0,79MeV
D.0,097MeV
Dạng 2. Xác định cấu tạo của hạt nhân
I.Phương pháp.
-Áp dụng công thức: Hạt nhân ZA X có:
+A nuclon
+Z proton
+(A – Z) notron
II.Bài tập.
Bài 1. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Hạt nhân nguyên tử ZA X được cấu tạo gồm Z nơtron và A prôtôn
B. Hạt nhân nguyên tử

A
Z

X được cấu tạo gồm Z nơtron và A nơtron

C. Hạt nhân nguyên tử

A
Z

X được cấu tạo gồm Z prôtôn và (A-Z) nơtron

A
Z

D. Hạt nhân nguyên tử X được cấu tạo gồm Z nơtron và (A-Z) prôton
Bài 2. Phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôtôn
B. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các nơtron
C. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôtôn và các nơtron.
D. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các prôtôn, nơtron và electron
Bài 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 prôtôn bằng nhau và số nơtron khác nhau.
C. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có số nơtron bằng nhau và số prôtôn khác nhau.
D. Đồng vị là các nguyên tử mà hạt nhân của chúng có khối lượng bằng nhau.
Bài 4. Định nghĩa nào sau đây về đơn vị khối lượng nguyên tử u là đúng?
A. u bằng khối lượng của một nguyên tử hiđrô 11 H.
B. u bằng khối lượng của một hạt nhân nguyên tử cacbon 12
6 C.
1
C. u bằng
khối lượng của một hạt nhân nguyên tử cacbon 12
6 C.
12
1
D. u bằng
khối lượng của một nguyên tử cacbon 12
6 C.
12
238
Bài 5. Hạt nhân 92
U có cấu tạo gồm :
A. 238p và 92n
B. 92p và 238n
C. 238p và 146n
D. 92p và 146n
Bài 6. Kí hiệu của nguyên tử mà hạt nhân của nó chứa 8p và 9n là
A. 178 O
B. 178 O
C. 98 O
D. 179 O
Bài 7. Kí hiệu của nguyên tử mà hạt nhân của nó chứa 15p và 16n là :
31
P
A. 16
B. 15
C. 15
D. 15
15 P
16 P
31 P
210
Bài 8. Thành phần cấu tạo của hạt nhân Polôni 84 Po là :
A.84 nơtron và 210 nuclon và 84 electron
B.84 prôton và 210 nơtron
C.84 prôtôn và 126 nơtrôn
D. 84 nơtron và 210 nuclon
Dạng 2. Tính bán kính, thể tích, khối lượng riêng của hạt nhân. Tính số hạt, tỉ lệ phần trăm đồng
vị.
I.Phương pháp.
1

-Bán kính hạt nhân: R  1, 2.1015 A3 (m)
4 3
-Thể tích hạt nhân: V 
R
3

Trang 3


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

-Khối lượng riêng hạt nhân:  

mhatnhan
V

-Số hạt trong m gam chất đơn nguyên tử: N 

m
N A với N A  6, 02.10 23 mol 1
A

II.Bài tập.
226
Bài 1. Cho biết khối lượng một nguyên tử Rađi ( 88
Ra ) 226,0254u, của hạt electron là 0,00055u. Bán
1

kính hạt nhân xác định bởi công thức R  r0 A 3 với r0  1, 4.1015 m và A là số khối. Khối lượng riêng của
một hạt nhân Rađi là
A. 1, 45.1015 kg / m3
B. 1, 54.1017 g / cm3
C. 1, 45.1017 kg / m3
D. 1, 45.1017 g / cm3
1

Bài 2. Bán kính hạt nhân được tính theo công thức r  r0 A 3 với r0 là hằng số, A là số khối. Hai hạt nhân
r
khác nhau có tỉ số bán kính của chúng là 1  2 . Tỉ số khối lượng của hai hạt nhân đó bằng
r2
A.2
B.4
C.6
D.8
238
U lớn hơn thể tích hạt nhân 42 He
Bài 3. Thể tích của hạt nhân 92
A.595 lần
B.59,5 lần
C.5,95 lần
D.0,595 lần
14
Bài 4. Hạt nhân X có bán kính gấp đôi hạt nhân 7 N . Số notron trong X nhiều hơn số proton là 16 hạt.
Hạt nhân X là
A. 47 Ag
B. 54 Xe
C. 48 Cd
D. 50 Sn
Bài 5. Cho số Avôgađrô N A  6, 023.10 23 mol 1 . Số hạt proton có trong 15,9949g Oxi 16
8 O là
23
23
23
23
A.6,023.10 hạt
B. 48,169.10 hạt
C. 8,42.10 hạt
D. 0,75.10 hạt
23
1
Bài 6. Cho số Avôgađrô N A  6, 023.10 mol và khối lượng của hạt nhân bằng số khối của nó. Số
27
proton có trong 0,27g 13
Al là
22
A.6,826.10
B. 8,826.1022
C. 9,826.1022
D. 7,826.1022
35
37
Bài 7. Khí Clo là hỗn hợp của hai đồng vị bền là 17 Cl  34, 969u hàm lượng 75,4% và 17
Cl  36,966u
hàm lượng 24,6%. Tính khối lượng nguyên tử của nguyên tố Clo.
Bài 8. Tính số lượng phân tử Nitơ có trong 1 gam nitơ .Biết khối lượng nguyên tử lượng của nitơ là
13,999u .Biết 1u = 1,66.10-24 g
A. 43.1021
B. 215.1020
C. 43.1020
D. 215.1021
Bài 9. Một lượng khí ôxi chứa 1,88.1023 nguyên tử .Khối lượng của lượng khí đó là
A. 20g
B. 10g
C. 5g
D.2,5g
Bài 10. Tính số nguyên tử hêli chứa trong 1g 42 He là
A. 1,5.1022 nguyên tử
B. 1,5.1023 nguyên tử
C. 1,5.1024 nguyên tử
D. 3.1022 nguyên tử
Dạng 3. Tính độ hụt khối, năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng.
I.Phương pháp.
-Độ hụt khối của hạt nhân ZA X : m  Z .m p  ( A  Z ) mn  mX

MeV
c2
 Wlk  m.c 2   Z .m p  ( A  Z ) mn  mX  .c 2



A
-Năng lượng liên kết của hạt nhân Z X : 
 Wlk   Z .m p  ( A  Z ) mn  mX  .931,5 ( MeV )
W
-Năng lượng liên kết riêng:   lk
A
-Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. Những hạt nhân bền có số
MeV
khối A trong khoảng từ 50 đến 95, hạt nhân bến nhất có   8,8
.
nuclon
II.Bài tập.

-Đơn vị khối lượng nguyên tử: 1u  1, 66055.1027 kg  931,5

Trang 4


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

Bài 1. Hạt nhân đơteri 12 D có khối lượng 2,0136u. Biết khối lượng của prôtôn là 1,0073u và khối lượng
của nơtron là 1,0087u. Năng lượng liên kết của hạt nhân 12 D là :
A. 0,67MeV
B. 1,86MeV
C. 2,02MeV
D. 2,23MeV
60
Bài 2. Hạt nhân 27 Co có khối lượng là 55,940u. Biết khối lượng của phôtôn là 1,0073u và khối lượng của
nơtron là 1,0087u. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 60
27 Co là :
A. 70,5MeV
B. 70,4MeV
C. 48,9MeV
D. 54,5MeV
Bài 3. Khối lượng của hạt nhân Thori 23290Th là mTh = 232,0381u, của nơtrôn mn = 1,0087u, của prôtôn mp
= 1,0073u. Độ hụt khối của hạt nhân Thôri là
A. 1,8543 u
B. 18,543 u
C. 185,43 u
D.1854,3 u
4
Bài 4. Năng lượng liên kết của hạt nhân đơteri là 2,2MeV và của 2 He là 28MeV. Nếu hai hạt nhân đơteri
tổng hợp thành 42 He thì năng lượng tỏa ra là:
A. 30,2MeV
B. 23,6MeV
C. 25,8MeV
D.19,2MeV
14
Bài 5. Khối lượng của hạt nhân 7 N là 13,9992u ,khối lượng của nơtrôn là mn = 1,0087u ,của Prôtôn mp =
1,0073u .Độ hụt khối của hạt nhân 147 N là
A. 0,01128u
B. 0,1128u
C. 1,128u
D.11,28u
Bài 6. Cho ba hạt nhân X, Y v à Z có số nuclôn tương ứng là AX, AY, AZ với AX  2 AY  0,5 AZ Biết
năng lượng liên kết của từng hạt nhân t ương ứng là E X ; EY ; EZ với EZ  E X  EY .Sắp xếp các
hạt nhân này theo thứ tự tính bền vững giảm dần là
A.Y,X,Z
B.Y,Z,X
C.X,Y,Z
D.Z,X,Y
40
Bài 7. Cho khối lượng của proton; notron; 18
Ar ; 36 Li lần lượt là 1,0073u; 1,0087u; 39,9525u; 6,0145u và
MeV
1u  931,5 2 . So sánh với năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 36 Li thì năng lượng liên kết riêng
c
40
Ar
của hạt nhân 18
A.lớn hơn một lượng là 5,20MeV
B.lớn hơn một lượng là 3,42MeV
C.nhỏ hơn một lượng 3,42MeV
D.nhỏ hơn một lượng 5,20MeV
Bài 8.
Cho mC  12, 00000u; m p  1, 00728u; mn  1, 00867u;1u  1, 66058.1027 kg ;1eV  1, 6.1019 J ; c  3.108 m / s
. Năng lượng tối thiểu để tách hạt nhân 12
6 C thành các nuclon riêng biệt bằng
A.72,7MeV
B.89,4MeV
C.44,7MeV
D.8,94MeV
Bài 9. Cho mn  1, 0087u; m p  1, 0073u . Hạt α có khối lượng 4,0015u. Năng lượng tỏa ra khi tạo thành
1mol hêli là
A.2,73.1012J
B.3,65.1012J
C.2,17.1012J
D.1,58.1012J
12
Bài 10. Xem rằng hạt nhân 6 C đứng yên. Cho biết mC  12, 00000u; m  4, 0015u . Tính năng lượng cần
thiết để tách hạt nhân
A.6,7.10-13J

12
6

C thành ba hạt α là
B.7,7.10-13J

C.8,2.10-13J

D.5,6.10-13J

Bài 2. PHÓNG XẠ
A.TÓM TẮT LÍ THUYẾT.
I.PHÓNG XẠ
Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân không bền vững tự phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi
thành các hạt nhân khác.
II.CÁC TIA PHÓNG XẠ
-Phóng xạ  ( 24 He) : hạt nhân con lùi hai ô so với hạt nhân mẹ trong bảng tuần hoàn.
A
Z

X  24 He 

A 4
Z 2

Y

-Phóng xạ   ( 10 e) : hạt nhân con tiến một ô so với hạt nhân mẹ trong bảng tuần hoàn.
A
Z


X  10 e 

A
Z 1

Y

0
1

-Phóng xạ  ( e) : hạt nhân con lùi một ô so với hạt nhân mẹ trong bảng tuần hoàn.
Trang 5


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333
A
Z

-Phóng xạ  :
Loại Tia

A
Z

*

X  10 e 

0
0

A
Z 1

Y

A
Z

X    X

Bản Chất
Là dòng hạt nhân nguyên tử Heli ( 24 He ), chuyển
động với vận tốc cỡ 2.107m/s.
Là dòng hạt êlectron ( 10 e) , vận tốc  c
Là dòng hạt êlectron dương (còn gọi là pozitron)
( 10 e) , vận tốc  c .

()
(-)
(+)

Là bức xạ điện từ có năng lượng rất cao

()

Tính Chất
Ion hoá rất mạnh.
Đâm xuyên yếu.
Ion hoá yếu hơn nhưng đâm xuyên
mạnh hơn tia .
Ion hoá yếu nhất, đâm xuyên mạnh
nhất.

III.CÁC ĐỊNH LUẬT PHÓNG XẠ
1.Chu kì bán rã của chất phóng xạ (T)
Chu kì bán rã là thời gian để một nửa số hạt nhân hiện có của một lượng chất phóng xạ bị phân rã,
biến đổi thành hạt nhân khác.
ln 2
2.Hằng số phóng xạ  
(đặc trưng cho từng loại chất phóng xạ)
T
3.Định luật phóng xạ
Độ phóng xạ (H)
Số hạt (N)
Khối lượng (m)
(1 Ci  3, 7.1010 Bq )
Trong quá trình phân rã, số
Trong quá trình phân rã, - Đại lượng đặc trưng cho tính
hạt nhân phóng xạ giảm theo khối lượng hạt nhân phóng xạ phóng xạ mạnh hay yếu của chất
thời gian tuân theo định luật giảm theo thời gian tuân theo phóng xạ.
hàm số mũ.
định luật hàm số mũ.
- Số phân rã trong một giây.


t
T

 N 0 . e  t



t
T

m( t )  m0 . 2

 m0 . e  t



t

H (t )  H 0 . 2 T  H 0 . e  t
H  N
N 0 : số hạt nhân phóng xạ ở m0 : khối lượng phóng xạ ở H 0 : độ phóng xạ ở thời điểm ban
thời điểm ban đầu.
thời điểm ban đầu.
đầu.
N ( t ) : số hạt nhân phóng xạ còn m( t ) : khối lượng phóng xạ còn H ( t ) : độ phóng xạ còn lại sau thời
N(t )  N 0 . 2

lại sau thời gian t .
lại sau thời gian t .
gian t .
IV. ỨNG CỦA CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ
-Theo dõi quá trình vận chuyển chất trong cây bằng phương pháp nguyên tử đánh dấu.
-Dùng phóng xạ  tìm khuyết tật trong sản phẩm đúc, bảo quản thực phẩm, chữa bệnh ung thư …
-Xác định tuổi cổ vật.
B.BÀI TOÁN.
Dạng 1. Tính lượng chất còn lại, đã phân rã, chất mới tạo thành. Tỉ lệ phần trăm giữa chúng.
I.Phương pháp.
t


N0
T
 N  ( t )  N 0 .2
*Số nguyên tử chất phóng xạ còn lại sau thời gian t: 
2T

t
 N  N 0 .e
*Số hạt nguyên tử bị phân rã bằng số hạt nhân con được tạo thành và bằng số hạt ( hoặc e- hoặc



ln 2
 N  N 0  N  N 0 1  1 

t
ln 2
t
( )  Nếu t  T thì 1  e T

e+) được tạo thành: 

t
T
 2 
T

 N  N 0  N  N 0 (1  et )
*Bảng tính nhanh (Số hạt phóng xạ ban đầu là N0)
Thời gian
Số hạt còn lại
Số hạt phân rã
Trang 6


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

0
1T
2T
3T
...

N
N0

%
100%

N
1
N0  0
2
2
1  N0  N0


2 2  4
1  N0  N0


2 4  8
...

50%
25%
12,5%
...

∆N
0
N
N
N0  0  0
2
2
N0 3N0
N0 

4
4
N
7 N0
N0  0 
8
8
...

%
0
50%
75%
87,5%
...

t


m0
T
 m  ( t )  m0 .2
*Khối lượng chất phóng xạ còn lại sau thời gian t: 
2T

t
 m  m0 .e
Trong đó: N0, m0 là số nguyên tử, khối lượng chất phóng xạ ban đầu, T là chu kỳ bán rã và
ln2 0, 693


là hằng số phóng xạ.  và T không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài mà chỉ phụ
T
T
thuộc bản chất bên trong của chất phóng xạ.
m  m0  m  m0 (1  e t )


*Khối lượng chất bị phóng xạ sau thời gian t: 
1 
 m  m0  m  m0  1  t 



 2T 
N m 
1 
*Phần trăm chất phóng xạ bị phân rã:

 1  t   1  e t
N0
m0 

 2T 
t

N
m

 2 T  et
*Phần trăm chất phóng xạ còn lại:
N 0 m0
*Bảng tính nhanh (Khối lượng phóng xạ ban đầu là m0)
Thời gian
Còn lại
Phân rã
m
%
∆m
%
0
m0
100%
0
0
m
m
m
1
50%
m0  0
m0  0  0
1T
50%
2
2
2
2
m 3m
1  m0  m0
25%
m0  0  0
2T
75%
 
4
4
2 2  4
m
7m0
1  m0  m0
12,5%
m0  0 
3T
87,5%
 
8
8
2 4  8
...
...
...
...
...

*Vì mỗi hạt nhân mẹ bị phân rã tạo thành một hạt nhân con nên số hạt nhân con tạo thành đúng
ln 2


t 

m
1 

bằng số hạt nhân mẹ bị phân rã: N con  N  N 0 1  t  N 0  1  e T  với N 0  0 N A
Ame




 2T 
*Khối lượng chất mới được tạo thành sau thời gian t

A N 
A
N
1  A N
1  A
mcon 
Acon  con 0  1  t   con 0 1  et   con m0 1  t   con m0 1  e t 
NA
NA 
NA
Ame


 Ame
 2T 
 2T 
NA = 6,022.10-23 mol-1 là số Avôgađrô.
Trang 7


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

*Tỉ số khối lượng hạt nhân con và khối lượng hạt nhân mẹ còn lại:

N me  N 0 et
N
m
A
N
A
 con   et  1  con  con  con  con  et  1
t 
N me
mme
Ame N me
Ame
N con  N  N 0 1  e  
Lưu ý: Trường hợp phóng xạ  thì Acon  Ame  mcon  m
*Độ phóng xạ H là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất
phóng xạ, đo bằng số phân rã trong 1 giây.
H  H 0 .2



t
T

 H 0 .e t  N

H 0  N 0 là độ phóng xạ ban đầu.
Đơn vị: Becơren (Bq): 1Bq = 1 phân rã/giây
Curi (Ci):
1Ci = 3,7.1010 Bq
Lưu ý: Khi tính độ phóng xạ H, H0 (Bq) thì chu kỳ phóng xạ T phải đổi ra đơn vị giây(s).
II.Bài tập.
210
Bài 1. Chất phóng xạ Pôlôni 84
Po phóng xạ tia α và biến thành hạt nhân chì Pb. Biết chu kì bán rã của
Pôlôni là 138 ngày và ban đầu có 168mg Pôlôni.
1.Tính số hạt nhân Pôlôni ban đầu.
2.Sau khoảng thời gian t  276 ngày, hãy tính:
a)Khối lượng Pôlôni bị phân rã.
b)Khối lượng Pb được tạo thành.
c)Thể tích khí Heli tạo thành ở điều kiện tiêu chuẩn.
3.Sau bao lâu thì:
a)Khối lượng Pôlôni còn lại là 25mg.
b)Khối lượng Pôlôni bị phân rã là 100mg.
c)Khối lượng chì được tạo thành là 61,8mg.
d)Có 13,44cm3 khí Heli tạo thành ở điều kiện tiêu chuẩn.
e)Tỉ số hạt nhân chì tạo thành và số hạt Pôlôni còn lại là 5 .
3
f)Tỉ số khối lượng Pôlôni còn lại và Pb tạo thành là 2 .
3
4.Về độ phóng xạ
a)Tính độ phóng xạ ban đầu.
b)Tìm thời gian để độ phóng xạ giảm 128 lần.
Bài 2. Ban đầu có 100g chất phóng xạ Coban 60
27 Co , chu kì bán rã T  5,33 năm. Số hạt Coban bị phân rã
sau 10 năm là
A.2,73.1021
B.2,73.1023
C.7,3.1023
D.7,23.1021
Bài 3. Một chất phóng xạ có chu kì bán rã T = 8 ngày đêm, ban đầu có m0  200 g . Sau khoảng thời gian
24 ngày đêm khối lượng chất đó bị phân rã là
A.25g
B.75g
C.125g
D.175g
210
Bài 4. Chất phóng xạ Pôlôni 84 Po có chu kì bán rã là 138 ngày. Một lượng Pôlôni ban đầu là m0, sau
276 ngày chỉ còn lại 10mg. Khối lượng Pôlôni ban đầu m0 là
A.10mg
B.20mg
C.30mg
D.40mg
Bài 5. Ban đầu một mẫu chất phóng xạ nguyên chất có khối lượng m0, chu kì bán rã của chất này là 3,8
ngày. Sau 15,2 ngày khối lượng cuẩ chất phóng xạ đó còn lại là 2,24g. Khối lượng m0 là
A.5,60g
B.35,84g
C.17,92g
D.8,96g
Bài 6. Chu kì bán rã của một đồng vị phóng xạ bằng T. Tại thời điểm ban đầu có N0 hạt nhân của đồng vị
này. Sau khoảng thời gian 3T, số hạt nhân còn lại bằng
A.75% số hạt nhân ban đầu
B.50% số hạt nhân ban đầu
C.25% số hạt nhân ban đầu
D.12,5% số hạt nhân ban đầu
Bài 7. Gọi  là khoảng thời gian để số hạt nhân của một đồng vị phóng xạ giảm đi bốn lần. Sau thời gian
2 số hạt nhân của còn lại của đồng vị đó bằng bao nhiêu phần trăm số hạt nhân ban đầu?
A.25,25%
B.93,75%
C.6,25%
D.13,5%
Trang 8


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

Bài 8. Một lượng phóng xạ nào đó, sau thời gian 1 năm thấy số hạt còn lại bằng 1 số hạt ban đầu. Sau 3
4
năm, số hạt ban đầu bị giảm đi
A.64 lần
B.32 lần
C.16 lần
D.8 lần
Bài 9. Một chất phóng cạ ban đầu có N0 hạt nhân. Sau 1 năm, còn lai một phần ba số hạt nhân ban đầu
chưa phân rã. Sau một năm nữa, số hạt nhân còn lại chưa phân rã của chất phóng xạ đó là
N
N
N
N
A. 0
B. 0
C. 0
D. 0
16
9
4
6
Bài 10. Một mẫu chất phóng xạ, sau thời gian t1 còn lại 20% hạt nhân chưa bị phân rã. Đến thời điểm
t2  t1  100 s số hạt nhân chưa bị phân rã chỉ còn 5%. Chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ đó là
A.25s
B.50s
C.200s
D.400s
Bài 11. Trong khoảng thời gian 6h, 75% số hạt nhân ban đầu của một đồng vị phóng xạ bị phân rã. Chu
kì bán rã của đồng vị đó bằng
A.1h
B.3h
C.2h
D.4h
Bài 12. Gọi ∆t là thời gian để số hạt nhân phóng xạ giảm đi e lần. Hệ thức giữa ∆t và hằng số phóng xạ 

2
1
A. t 
B. t 
C. t  
D. t  2





Bài 13. Một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã T. Cứ sau một khoảng thời gian bằng bao nhiêu thì số hạt
nhân bị phân rã trong khoảng thời gian đó bằng ba lần số hạt nhân còn lại của đồng vị ấy?
A.0,5T
B.3T
C.2T
D.T
238
238
U  ZA X  8  6   . Ban đầu có 2g 92
U nguyên chất. Biết chu kì bán
Bài 14. Cho phản ứng hạt nhân 92
rã của Urani là T  4, 5.109 năm. Cho số Avogadro N A  6, 023.1023 mol 1 và khi t  T thì 1  e  t  t .
Số hạt   phát ra trong một năm là
A.6,2.1012 hạt
B. 4,7.1011 hạt
C. 4,7.1012 hạt
D. 6,2.1011 hạt
AM
Bài 15. Một hạt nhân mẹ ZM M phóng xạ ra tia phóng xạ x nào đó và biến đổi thành hạt nhân con
AM
ZM

AC
ZC

C

AC
ZC

M  x  C . Sau một thời gian khối lượng hạt nhân mẹ bị giảm đi là mM . Khối
theo phản ứng:
lượng hạt nhân con tạo thành trong khoảng thời gian đó là
A
A
mM
mM
A. mC  mM M
B. mC  mM C
C. mC 
D. mC 
AC
AM
AM
AC
Bài 16. Ban đầu có 100g chất phóng xạ

60
27

Co , có chu kì bán rã 5,33 năm. Coban phóng xạ ra hạt α và

56
biến thành Mangan 56
25 Mn . Sau khoảng thời gian 15 năm, số nguyên tử và khối lượng 25 Mn được tạo
thành là
A. N  6, 606.1023 ; m  85, 77 g
B. N  8, 606.10 23 ; m  85, 77 g
C. N  6, 606.10 23 ; m  80, 05 g
D. N  8, 606.10 23 ; m  80, 05 g
235
231
235
Bài 17. Cho phóng xạ 92
U 90
Po  42 He . Ban đầu có 100g chất phóng xạ 92
U . Sau 3 chu kì phóng xạ,
thể tích khí Heli được tọa thành ở điều kiện tiêu chuẩn là
A.8,34 lít
B.5,37 lít
C.5,57 lít
D.7,57 lít
A1
A2
Bài 18. Hạt nhân Z1 X phóng xạ và biến đổi thành một hạt nhân Z2 Y bền. Coi khối lượng của hạt nhân X,

Y bằng số khối của chúng tính theo đơn vị u. Biết chất phóng xạ
A1
Z1

A1
Z1

X có chu kì bán rã là T. Ban đầu có

một khối lượng chất X , sau 2 chu kì bán rã thì tỉ số giữa khối lượng của chất Y và khối lượng của chất
X là
A
A
A
A
A. 4 1
B. 4 2
C. 3 2
D. 3 1
A2
A1
A1
A2
Bài 19. Một lượng hỗn hợp gồm hai đồng vị với số lượng hạt nhân ban đầu như nhau. Đồng vị thứ nhất
có chu kì bán rã là 2,4 ngày; đồng vị thứ hai có chu kì bán rã là 4 ngày. Sau thời gian t thì còn lại 87,5%
số hạt nhân trong hỗn hợp chưa phân rã. Thời gian t bằng
A.2 ngày
B.0,58 ngày
C.4 ngày
D.0,25 ngày
Trang 9


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

Bài 20. Một lượng đồng vị gồm hai đồng vị với số lượng hạt nhân ban đầu như nhau. Đồng vị thứ nhất có
chu kì bán rã là 2,4 ngày; đồng vị thứ hai có chu kì bán rã là 4 ngày. Sau thời gian t1 thì còn lại 87,75%
số hạt nhân trong hỗn hợp chưa phân rã, sau thời gian t2 thì còn lại 75% số hạt nhân của hỗn hợp chưa
t
phân rã. Tìm tỉ số 1 .
t2
A.2
B.0,5
C.4
D.0,25
Bài 21. Một lượng đồng vị gồm hai đồng vị với số lượng hạt nhân ban đầu như nhau. Đồng vị thứ nhất có
chu kì bán rã là 2,4 ngày; đồng vị thứ hai có chu kì bán rã là 40 ngày. Sau thời gian t1 thì có 87,75% số
hạt nhân trong hỗn hợp bị phân rã, sau thời gian t2 thì có 75% số hạt nhân của hỗn hợp bị phân rã. Tìm tỉ
t
số 1 .
t2
A.2
B.0,5
C.4
D.0,25
Dạng 2. Tính tuổi của mẫu phóng xạ.
a)Phương pháp.
N0
N
N0
 t  T .log 2N ( nếu tỉ số 0  2a thì t  T .a )
N
N
N
N
1
T
t  ln( 0 ) 
 ln( 0 )

N
ln 2
N
m0
t
m
m
-Tính tuổi theo khối lượng còn lại: 2 T  0  t  T .log 2m ( nếu tỉ số 0  2a thì t  T .a )
m
m
m
1 m
T
t  ln( 0 ) 
 ln( 0 )

m
ln 2
m
H0
t
H
H
-Tính tuổi theo độ phóng xạ ở thời điểm t: 2 T  0  t  T .log 2H ( nếu tỉ số 0  2a thì t  T .a )
H
H
H
1 H
T
t  ln( 0 ) 
 ln( 0 )

H
ln 2
H
-Cân bằng phóng xạ của hai chất phóng xạ: H1  H 2  1 N1  2 N 2
b)Bài tập.
Bài 1. Chất phóng xạ Coban 60
27 Co có chu kì bán rã 5,33 năm. Giả sử tại thời điểm ban đầu có 1kg, sau
khoảng thời gian t, lượng Coban bị phóng xạ là 937,5g. khoảng thời gian t là
A.2,312 năm
B.21,32 năm
C.231,2 năm
D.12,23 năm
Bài 2. Ban đầu có một mẫu chất phóng xạ nguyên chất X với chu kì bán rã T. Cứ sau khi một hạt nhân X
phóng xạ sẽ tạo thành một hạt nhân Y. Nếu hiện nay trong mẫu chất đó có tỉ lệ số nguyên tử của chất Y
và chất X là k thì tuổi của mẫu chất được xác định theo biểu thức:
ln(1  k )
ln(1  k )
ln 2
2 ln 2
A. t  T
B. t  T
C. t  T
D. t  T
ln 2
ln 2
ln(1  k )
ln(1  k )
206
238
Bài 3. Trong mẫu quặng Urani, người ta thấy có lẫn chì Pb với U . Biết chu kì bán rã của 238U là
4,5.109 năm. Khi tỉ lệ tìm thấy là cứ 10 nguyên tử 238U thì có 2 nguyên tử , tuổi của mẫu quặng trên là
A.11,84.109 năm
B. 11,84.108 năm
C. 1,184.108 năm
D. 1,205.108 năm
Bài 4. Hạt nhân 238U phân rã thành 206 Pb với chu kì bán rã 4,47.109 năm. Một khối đá được phát hiện có
chứa 46,97mg 238U và 2,135mg 206 Pb . Giả sử lúc khối đá mới hình thành không chứa nguyên tố chì và
tất cả lượng chì có mặt trong đó đều là sản phẩm phân rã của 238U . Tuổi của khối đá hiện nay
A.2,5.106 năm
B. 3.108 năm
C. 3,4.107 năm
D. 6.109 năm
60
Bài 5. Ban đầu có m gam chất phóng xạ 27 Co , có chu kì bán rã 5,33 năm. Coban phóng xạ ra hạt α và
t

-Tính tuổi theo số hạt còn lại : 2 T 

biến thành Mangan 56
25 Mn . Để có tỉ số khối lượng
15
bằng
thì mất khoảng thời gian là
14

60
27

Co còn lại và khối lượng Mangan

Trang 10

56
25

Mn tạo thành


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

A.5,33 năm
B.126 ngày
C.138 ngày
D.142 ngày
Bài 6. Một máy đếm xung của một chất phóng xạ, trong lần đo thứ nhất đếm được 987 hạt phân rã trong
khoảng thời gian ∆t. Lần đo thứ hai sau lầ đo thứ nhất t  1 ngày, cũng trong khoảng thời gian ∆t máy lại
đếm được 985 phân rã. Chu kì bán rã của chất phóng xạ bằng
A.245,7 ngày
B.341,7 ngày
C.365,2 ngày
D.525,3 ngày
Bài 7. Một chất phóng xạ, xét trong một đơn vị thời gian, đầu tiên thấy nó phóng ra ∆N1 phóng xạ. Sau
một khoảng thời gian t, cũng trong cùng đơn vị thời gian như lần đo đầu tiên, người ta thấy chất đó phóng
ra ∆N2 phân rã. Mối liên hệ giữa ∆N1 và ∆N2 là
N1
N1
N1
N1
A.
B.
C.
D.
 e  t
 et
 1  e  t
 1  e t
N 2
N 2
N 2
N 2
Bài 8. Một mẫu chất phóng xạ. Ban đầu, trong khoảng thời gian 2 phút thấy có 196 nguyên tử bị phân rã,
nhưng sau đó 8 giờ, cũng trong 2 phút chỉ có 183 nguyên tử bị phân rã. Chu kì bán rã của chất phóng xạ
đó bằng
A.16 giờ
B.32 giờ
C.48,2 giờ
D.80,8 giờ
238
235
Bài 9. Hiện nay trong quặng thiên nhiên có cả U và U theo tỉ lệ 140:1. Giả thiết ở thời điểm hình
thành Trái Đất tỉ lệ trên là 1:1. Biết chu kì bán rã của 238U và 235U là 4,5.109 năm và 0,713.109 năm.
Tuổi của Trái Đất là
A.6,04.109 năm
B.5,9.109 năm
C.6,4.109 năm
D. 6,2.108 năm
Bài 10. Chất phóng xạ có chu kì bán rã T  2h và đang có độ phóng xạ cao hơn mức an toàn cho phép là
64 lần. Để có thể là việc an toàn với khối chất này, cần phải đợi thêm một khoảng thời gian tối thiểu là
A.6 giờ
B.8 giờ
C.12 giờ
D.18 giờ

Bài 11. Một tượng gỗ cổ có độ phóng xạ  bằng 0,77 độ phóng xạ của khúc gỗ cùng khối lượng vừa
mới chặt. Biết chu kì bán rã của 14 C là 5600 năm. Tuổi của tượng này là
A.2800 năm
B.1420 năm
C.2110 năm
D.700 năm
14
Bài 12. Biết đồng vị phóng xạ 6 C có chu kì bán rã 5730 năm. Giả sử một mẫu gỗ cổ có độ phóng xạ 200
phân rã/phút và một mẫu gỗ khác cùng loại, cùng khối lượng với mẫu gỗ cổ đó, lấy từ cây mới chặt, có độ
phóng xạ 1600 phân rã/phút. Tuổi của mẫu gỗ cổ đã cho là
A.1910 năm
B.2865 năm
C.3819 năm
D.3818 năm
Bài 13. Có hai mẫu chất phóng xạ A và B như nhau, chúng cùng một chất liệu, cùng khối lượng, cùng
chu kì bán rã T, chỉ khác tuổi. Tại thời điểm nào đó, hai mẫu lần lượt có độ phóng xạ x và y. Nếu A có
tuổi lớn hơn B thì hiệu số tuổi giữa chúng là
x
x
y
y
T ln
ln
ln
T ln
y
y
x
A.
B.
C. x
D.
ln 2
T
T
ln 2
Bài 14. Có hai chất phóng xạ A và B với hằng số phóng xạ  A và B . Số hạt nhân ban đầu trong hai chất
là NA và NB. Thời gian để số hạt nhân A và B của hai chất còn lại bằng nhau là

N
1
N
1
N

N
A. A B  ln( A ) B.
C.
D. A B  ln( A )
 ln( B )
 ln( B )
 A  B
NB
 A  B
NA
B   A
NA
 A  B
NB
25
Bài 19. Khối lượng ban đầu của đồng vị phóng xạ Natri 11
Na là 0,24mg. Cho chu kì bán rã của Natri là
62s. Độ phóng xạ sau 10 phút là
A.1,8.106Ci
B.2,2.103Ci
C.2,2.106Ci
D.2,5.104Ci
Bài 20. Một chất phóng xạ có chu kì bán rã bằng 10s. Sau 30s người ta đo được độ phóng xạ của nó là
25.105Bq. Độ phóng xạ ban đầu của chất đó là
25
A.2.105Bq
B. .107 Bq
C.2.1010Bq
D.2.107Bq
8
Bài 21. Hai mẫu chất phóng xạ X và Y có cùng độ phóng xạ H0 vào thời điểm t = 0, chu kì bán rã của X
và Y lần lượt là 2h và 3h. Độ phóng xạ tổng cộng của chúng sau 6h là
H
3H
3H
H
A. 0
B. 0
C. 0
D. 0
8
8
16
4

Trang 11


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

Bài 22. Một lượng chất phóng xạ

222
86

Rn có khối lượng ban đầu là 1mg. Sau 15,2 ngày sao với ban đầu, độ

222
phóng xạ giảm 93,75%. Độ phóng xạ của lượng 86
Rn còn lại bằng
A.3,4.1011Bq
B.3,88.1011Bq
C.3,58.1011Bq
D.5,03.1011Bq
Bài 23. Một lượng chất phóng xạ X nào đó. Sau 30 ngày độ phóng xạ giảm 75% so với ban đầu. Chu kì
bán rã của chất phóng xạ X là
A.60 ngày
B.15 ngày
C.30 ngày
D.45 ngày

Bài 3. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
A.TÓM TẮT LÍ THUYẾT.
I.PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
-Phản ứng hạt là mọi quá trình dẫn tới sự biến đổi sự biến đổi của hạt nhân.
A1
A2
A3
A4
Z1 X 1  Z 2 X 2  Z 3 X 3  Z 4 X 4
-Có hai loại phản ứng hạt nhân:
Phản ứng tự phân rã của một hạt nhân không bền thành các hạt nhân khác (phóng xạ)
Phản ứng tương tác giữa các hạt nhân với nhau dẫn đến sự biến đổi thành các hạt nhân khác.
Chú ý: Các hạt thường gặp trong phản ứng hạt nhân
Prôtôn ( 11 p  11H ) ; Nơtrôn ( 01n ) ; Heli ( 24 He  24 ) ; Electrôn (    10 e ) ; Pôzitrôn (    10 e )
II.CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
Xét phản ứng hạt nhân: ZA11 X1  ZA22 X 2  ZA33 X 3  ZA44 X 4
1.Định luật bảo toàn số nuclôn (số khối A)
A1  A2  A3  A4
2.Định luật bảo toàn điện tích (nguyên tử số Z)
Z  Z2  Z3  Z4
   1
p1  p2  p3  p4
3.Định luật bảo toàn động lượng:
4.Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần E1  E2  K1  K 2  E3  E4  K 3  K 4
Chú ý:
1
-Năng lượng toàn phần của một hạt nhân: Etp  E  K  mc 2  mv 2
2
2
p
-Liên hệ giữa động lượng và động năng: p 2  2mK hay K 
với K là động năng của hạt.
2m
III.NĂNG LƯỢNG TRONG PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
-Trong trường hợp m (kg ) ; E ( J ) :

E   (m1  m2 )  (m3  m4 ) c 2   (m3  m4 )  (m1  m2 ) c 2 ( J )
-Trong trường hợp m (u ) ; E ( MeV ) :

E   (m1  m2 )  (m3  m4 ) 931,5   (m3  m4 )  (m1  m2 ) 931,5 ( MeV )
Nếu E  0 : phản ứng tỏa năng lượng
Nếu E  0 : phản ứng thu năng lượng
IV.PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
1.Phản ứng phân hạch
Phản ứng phân hạch là một hạt nhân rất nặng như Urani ( 235
92 U ) hấp thụ một nơtrôn chậm sẽ vỡ
thành hai hạt nhân trung bình, cùng với một vài nơtrôn mới sinh ra.
A1
A2
235
1
236
1
92 U  0 n  92 U  Z1 X  Z 2 X  k 0 n  200 MeV
2.Phản ứng phân hạch dây chuyền
Nếu sự phân hạch tiếp diễn liên tiếp thành một dây chuyền thì ta có phản ứng phân hạch dây
chuyền, khi đó số phân hạch tăng lên nhanh trong một thời gian ngắn và có năng lượng rất lớn được tỏa
ra.
Điều kiện để xảy ra phản ứng dây chuyền: xét số nơtrôn trung bình k sinh ra sau mỗi phản ứng
phân hạch ( k là hệ số nhân nơtrôn).
Nếu k  1 : thì phản ứng dây chuyền không thể xảy ra.
Trang 12


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

Nếu k  1 : thì phản ứng dây chuyền sẽ xảy ra và điều khiển được.
Nếu k  1 : thì phản ứng dây chuyền xảy ra không điều khiển được.
Ngoài ra khối lượng 235
92 U phải đạt tới giá trị tối thiểu gọi là khối lượng tới hạn mth .
3.Nhà điện nguyên từ
Bộ phận chính của nhà máy điện hạt nhân là lò phản ứng hạt nhân.
V.PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH
1.Phản ứng nhiệt hạch
Phản ứng nhiệt hạch là phản ứng kết hợp hai hạt nhân nhẹ thành một hạt nhân nặng hơn.
2
2
H

H
 23 H  01n  3, 25 Mev
1
1
2.Điều kiện xảy ra phản ứng nhiệt hạch
-Nhiệt độ cao khoảng từ 50 triệu độ tới 100 triệu độ.
-Hỗn hợp nhiên liệu phải “giam hãm” trong một khoảng không gian rất nhỏ.
3.Năng lượng nhiệt hạch
-Tuy một phản ứng nhiệt hạch tỏa năng lượng ít hơn một phản ứng phân hạch nhưng nếu tính theo
khối lượng nhiên liệu thì phản ứng nhiệt hạch tỏa ra năng lượng lớn hơn.
-Nhiên liệu nhiệt hạch có thể coi là vô tận trong thiên nhiên: đó là đơteri, triti rất nhiều trong nước
sông và biển.
-Về mặt sinh thái, phản ứng nhiệt hạch sạch so với phản ứng phân hạch vì không có bức xạ hay
cặn bã phóng xạ làm ô nhiễm môi trường.
B.BÀI TOÁN.
Dạng 1. Viết phương trình phản ứng hạt nhân.
a.Phương pháp.
Xét phản ứng hạt nhân: ZA11 X 1  ZA22 X 2  ZA33 X 3  ZA44 X 4 để viết phương trình phản ứng ta áp dụng hai
định luật sau:
-Định luật bảo toàn số nuclôn (số khối A): A1  A2  A3  A4
-Định luật bảo toàn điện tích (nguyên tử số Z): Z1  Z 2  Z 3  Z 4
b.Bài tập.
Bài 1. Phản ứng hạt nhân nào dưới đây là đúng?
23
24
23
24
A. 11
B. 11
Na 12 H 11
Na  01 e
Na 12 H 11
Na 10 H
23
24
C. 11
Na 12 H 11
Na 10 e

Bài 2. Cho phản ứng hạt nhân
A. 11 H

37
17

B. 12 D

23
24
D. 11
Na 12 H 11
Na 11 H

Cl  X 16
8 O  n , X là hạt nhân nào sau đây?

C. 13 T

D. 42 He

25
22
8
Bài 3. Trong phản ứng hạt nhân: 12
Mg  X 11
Na   và 10
5 B  Y    4 Be thì X và y lần lượt là
A.proton và electron
B.electron và đơteri
C.proton và đơteri
D.triti và proton
Bài 4. Phương trình phản ứng hạt nhân nào dưới đây không đúng ?
238
97
1
A. 11 H  37 Li  242 He
B. 94
Pu 10 n 144
54 Xe  40 Zr  20 n
1
8
4
C. 11
5 B 1 H  4 Be  2 He

27
30
D. 42 He 13
Al 15
P 10 n

238
206
U sau chuỗi phóng xạ α, β cuối cùng cho đồng vị bền của chì 82
Pb . Số hạt α, β phát
Bài 5. Hạt nhân 92
ra là
A.8 hạt α và 10 hạt β+
B.8 hạt α và 6 hạt βC.4 hạt α và 2 hạt βD.8 hạt α và 8 hạt βDạng 2. Tính năng lượng của phản ứng hạt nhân. Tính lượng nhiên liệu tương đương.
a.Phương pháp.
1.Tính năng lượng của phản ứng hạt nhân: ZA11 X1  ZA22 X 2  ZA33 X 3  ZA44 X 4

a.Tính theo độ chênh lệch khối lượng của các hạt nhân trước và sau phản ứng:
E   M 0  M  c 2 ( J )   M 0  M  .931,5 ( MeV )
Trong đó: M 0  mX1  mX 2 là tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng.
M  mX 3  mX 4 là tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng.
Trang 13


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

Lưu ý:
-Nếu M0 > M thì phản ứng toả năng lượng E dưới dạng động năng của các hạt X3, X4 hoặc
phôtôn . Các hạt sinh ra có độ hụt khối lớn hơn nên bền vững hơn.
-Nếu M0 < M thì phản ứng thu năng lượng E dưới dạng động năng của các hạt X1, X2 hoặc
phôtôn . Các hạt sinh ra có độ hụt khối nhỏ hơn nên kém bền vững.
-Phóng xạ  (hạt phôtôn): Hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích có mức năng lượng Ecao
chuyển xuống mức năng lượng Ethấp đồng thời phóng ra một phôtôn có năng lượng:
hc
  hf   Ecao  Ethap

b.Tính theo độ hụt khối của các hạt nhân trước và sau phản ứng.
E   m3  m4    m1  m2   .c 2 ( J )   m3  m4    m1  m2   .931,5 ( MeV )
Với m1, m2, m3, m4 là độ hụt khối tương ứng của các hạt nhân.
c.Tính theo năng lượng liên kết của các hạt nhân trước và sau phản ứng.
E   Wlk 3  Wlk 4    Wlk1  Wlk 2  với Wlk1 , Wlk 2 , Wlk 3 , Wlk 4 là năng lượng liên kết tương ứng của
các hạt nhân trong phản ứng.
d.Tính theo năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân trước và sau phản ứng.
E   A3 3  A4 4    A11  A2 2  với 1 ,  2 ,  3 ,  4 là năng lượng liên kết riêng tương ứng của các
hạt nhân trong phản ứng
e.Tính theo động năng của các hạt nhân trước và sau phản ứng.
Từ định luật bảo toàn năng lượng toàn phần:
K1  K 2  E  K3  K 4  E   K3  K 4    K1  K 2 
2.Xác định động năng, vận tốc, góc bay của các hạt.
   




+ Bảo toàn động lượng: p1  p2  p3  p4 hay m1 v1  m 2 v2  m 4 v3  m 4 v4
+ Bảo toàn năng lượng: K X1  K X 2  E  K X 3  K X 4 Trong đó: E là năng lượng phản ứng hạt

1
nhân. K X  mx vx2 là động năng chuyển động của hạt X
2
Lưu ý: - Không có định luật bảo toàn khối lượng.
- Mối quan hệ giữa động lượng pX và động năng KX của hạt X là: p X2  2mX K X
- Khi tính vận tốc v hay động năng K thường áp dụng quy tắc hình bình hành

 
  

Ví dụ: p  p1  p2 biết   p1 , p2
p  p  p  2 p1 p2 cos
2

2
1

2
2

hay (mv) 2  (m1v1 ) 2  ( m2 v2 )2  2m1m2 v1v2 cos


p1


hay mK  m1 K1  m2 K 2  2 m1m2 K1 K 2 cos
p
φ










Tương tự khi biết φ1  p1 , p hoặc φ 2  p2 , p

 
p2
2
2
2
Trường hợp đặc biệt: p1  p2  p  p1  p2
 
 
Tương tự khi p1  p hoặc p2  p
K
v
m
A
v = 0 (p = 0)  p1 = p2  1  1  2  2
K 2 v2 m1
A1
Tương tự v1 = 0 hoặc v2 = 0.
3.Tính lượng nhiên liệu khác nhiên liệu hạt nhân tương đương, dùng công thức: Q  m.q với q là năng
suất tỏa nhiệt (đơn vị J/kg).
4.Khối lượng Mặt Trời giảm đi sau thời gian t khi biết công suất của bức xạ Mặt Trời là P được xác định:
E P.t
m  2  2
c
c
b.Bài tập.
Trang 14


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

Bài 1. Cho phản ứng hạt nhân: T  D    n . Cho biết

mT  3, 016u; mD  2,0136u; m  4, 0015u; mn  1,0087u;1u  931

MeV
. Khẳng định nào sau đây liên
c2

quan đến phản ứng hạt nhân trên là đúng.
A.tỏa 18.06MeV
B.thu 18,06MeV
C.tỏa 11,02MeV
D.thu 11,02MeV
235
89
1
Bài 2. Cho pản ứng hạt nhân phân hạch Urani 235 như sau: 10 n  92
U 144
56 Ba  36 Kr  30  200 MeV . Biết
MeV
1u  931,5 2 . Độ hụt khối của phản ứng bằng
c
A.0,3148u
B.0,2147u
C.0,2848u
D.0,2248u
Bài 3. Cho phản ứng hạt nhân: 10 n  36 Li  T    4,8MeV . Cho biết mn  1, 0087u; mT  3, 016u ;
MeV
m  4, 0015u;1u  931,5 2 . Khối lượng của hạt nhân Li có giá trị bằng
c
A.6,1139u
B.6,0839u
C.6,411u
D.6,0139u
Bài 4. Cho phản ứng hạt nhân 10 n  36 Li  T    4,8MeV . Năng lượng tỏa ra khi phân tích hoàn toàn 1g
Li là
A.4,13.1023MeV
B.2,41.1023MeV
C.4,82.1023MeV
D.5,64.1023MeV
Bài 5. Cho phản ứng hạt nhân: 12 H 13 H 42 He 10 n  17, 6 MeV . Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1g
khí Heli xấp xỉ bằng
A.4,24.108J
B.4,24.105J
C.5,03.1011J
D.4,24.1011J
Bài 6. Cho phản ứng hạt nhân: D  T    n . Biết độ hụt khối của các hạt nhân D, T,  lần lượt là:
mD  0, 0024u; mT  0, 0087u; m  0, 0305u . Cho 1u  931MeV / c 2 . Năng lượng tỏa ra của phản ứng

A.1,806MeV
B.18,06MeV
C.180,6MeV
D.18,06eV
3
1
Bài 7. Cho phản ứng hạt nhân: D  D 2 He  0 n . Cho biết độ hụt khối của D là 0,0024u và tổng năng
lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng nhiều hơn tổng năng lượng nghỉ của các hạt sau phản ứng là
3,25MeV. Năng lượng liên kết của hạt nhân 32 He là
A.7,235MeV
B.6,482MeV
C.7,7188MeV
D.12,964eV
12
Bài 8. Xem rằng ban đầu hạt nhân 6 C đứng yên. Cho biết mC  12, 0000u; m  4, 0015u . Năng lượng
tối thiểu cần thiết để chia hạt nhân thành 3 hạt  là
A.6,7.10-13J
B.7,7.10-13J
C.8,2.10-13J
D.5,6.10-13J
Bài 9. Cho các năng lượng liên kết riêng của hạt  là 7,1MeV, của U234 là 7,63MeV, của Th230 là
7,7MeV. Một hạt nhân U234 phóng xạ tia tạo thành đồng vị thori Th230. Năng lượng tỏa ra là
A.8,98MeV
B.13,98MeV
C.17,7MeV
D.12,9eV
27
Bài 10. Một hạt nhân có khối lượng m  5.0675.10 kg đang chuyển động với động năng 4,78MeV.
Động lượng của hạt nhân là
A.3,875.10-20N.s
B.7,75.10-20N.s
C.8,8.10-20N.s
D.2,4.10-20N.s
Bài 11. Dùng hạt proton có động năng K p  8MeV bắn vào các hạt nhân 94 Be đang đứng yên, người ta
thấy các hạt Heli sinh ra sau phản ứng chuyển động theo phương vuông góc với phương chuyển động của
các hạt proton.
a.Viết phương trình phản ứng hạt nhân. Biết khối lượng của các hạt nhân
mHe  4, 0015u; mBe  9, 0124u; mX  6, 0145u; m p  1, 007276u . Hãy cho biết phản ứng này thu hay tỏa
bao nhiêu năng lượng.
b.Hãy tính động năng của hạt Heli và của hạt nhân X được sinh ra sau phản. Xác định góc tạo bởi
phương chuyển động của hai hạt nhân đó.
23
Bài 12. Đùn một hạt proton có động năng 5,58MeV bắn phá hạt nhân 11
Na đứng yên sinh ra hạt  và hạt
nhân X.
a.Viết phương trình phản ứng hạt.

Trang 15


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

b.Biết khối lượng của các hạt nhân mH  1, 0073u; mNa  22,9850u; mX  19, 9869u; m  4, 0015u .
Phản ứng tỏa hay thu bao nhiêu năng lượng?
c.Biết động năng của hạt  là 6,6MeV. Tính động năng của hạt nhân X.
d.Tính góc tạo bởi phương chuyển động của hạt  và hạt proton.
Bài 13. Một proton có động năng 1,5MeV bắn vào hạt nhân 37 Li đang đứng yên thì sinh ra hai hạt nhân X
có bản chất giống nhau và không kèm theo bức xạ gamma. Cho biết khối lượng của ác hạt nhân
mLi  7, 0144u; m p  1, 0073u; mX  4, 0015u . Động năng của mỗi hạt nhân X là
A.9,5Mev
B.9,6MeV
C.9,7MeV
D.4,5MeV
14
14
Bài 14. Bắn hạt  vào hạt nhân 7 N đứng yên, ta có phản ứng sau:   7 N 18
7 O  p . Giả sử các hạt
sinh ra có cùng một vận tốc. Tính động năng các hạt sinh ra theo động năng W của hạt . Cho khối
lượng của các hạt nhân bằng số khối của chúng tính theo đơn vị u.
1
17
17
1
A. Wp  W ; WO  W
B. Wp  W ; WO  W
81
81
81
81
1
17
17
1
C. Wp  W ; WO  W
D. Wp  W ; WO  W
18
18
18
18
234
Bài 15. Hạt nhân 92 U đứng yên phát ra hạt .
a.Viết phương trình phân rã.
b.Cho biết khối lượng của từng hạt nhân mU  233, 9004u; mTh  229,8837u; m  4, 0015u . Hãy
tính động năng và vận tốc của các hạt sinh ra.
226
222
Ra đứng yên biến đổi thành một hạt  và một hạt nhân con 86
Rn . Cho biết
Bài 16. Hạt nhân mẹ 88
mRa  225,977u; mRn  221,970u; m  4, 0015u . Động năng của hạt Rn và hạt  là

A. WRn  90 MeV ; W  503MeV
C. WRn  305MeV ; W  0, 09 MeV

B. WRn  540.1029 MeV ; W  303, 03.10 29 MeV
D. WRn  0, 09 MeV ; W  5, 03MeV

210
Bài 17. Hạt nhân phóng xạ ponoli 84
Po đứng yên phát ra tia  và sinh ra hạt nhân con X. Gọi K là động
năng, v là vận tốc, m là khối lượng của các hạt. Biểu thức nào sau đây đúng?
K
v
m
K
v
m
K
v
m
K
v
m
A. X    X
B.   X  X
C.     
D.     X
K v X m
K X v m
K X vX mX
K X vX m
Bài 18. Một hạt nhân có số khối A, đang đứng yên, phát ra hạt  với tốc độ v. Lấy gần đúng khối lượng
các hạt nhân theo số khối A thính theo đơn vị u. Tốc độ giật lùi của hạt nhân con là
2v
4v
v
4v
A.
B.
C.
D.
A4
A 4
A4
A 4
Bài 19. Hạt nhân A có khối lượng m A , đang đứng yên, phóng xạ thành hai hạt nhân B (có khối lượng mB
) và hạt nhân C (có khối lượng mC ) theo phương trình phóng xạ: A  B  C . Nếu động năng của hạt B là
K và phản ứng tỏa năng lượng E thì
m  mC
m  mC
mB
m
A. E  K B B
B. E  K B B
C. E  K B
D. E  K B B
mC
mB
mB  mC
mC
226
Ra đúng yên phóng xạ  và biến đổi thành hạt nhân X, biết động năng
Bài 20. Hạt nhân 88
K  4,8MeV . Lấy khối lượng hạt nhân (tính bằng u) bằng số khối của chúng, năng lượng tỏa ra trong
phản ứng trên bằng
A.1,231MeV
B.2,596MeV
C.4,886MeV
D.9,667MeV
234
234
Bài 21. Hạt nhân phóng xạ 92 U đứng yên phát ra hạt  theo phương trình 92
U 42 He  ZA X . Năng
lượng tỏa ra của pản ứng này là 14,15MeV. Xem khối lượng hạt nhân gần đúng bằng số khối tính theo
đơn vị u. Động năng của hạt  là
A.13,72MeV
B.12,91MeV
C.13,91MeV
D.12,79MeV
Bài 22. Hạt nhân A đang đứng yên thì phân rã thành hạt nhân B có khối lượng mB và hạt  có khối lượng
m. Tỉ số giữa động năng của hạt nhân B và động năng của hạt  ngay sau phân rã bằng

Trang 16


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333
2

2

m 
m 
m
B.   
C. B
D.  B 
m
 mB 
 m 
Bài 23. Người ta dùng prôtn có động năng K p  5, 45MeV để bắn phá hạt nhân beri 94 Be đứng yên. Hai
hạt sinh ra là heli và X. Hạt nhân heli có vận tốc vuông góc với vận tốc proton và có động năng
K He  4MeV . Động năng của hạt nhân X là
A.3,575MeV
B.3,825MeV
C.3,175MeV
D.3,325MeV
9
Bài 24. Dùng một proton có động năng 5,45MeV bắn vào hạt nhân 4 Be đang đứng yên. Phản ứng tạo ra
hạt nhân X và hạt . Hạt  bay ra theo phương vuông góc với phương tới của proton và có động năng
4MeV. Khi tính động năng của các hạt, lấy khối các hạt tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử bằng số
khối của chúng. Năng lượng tỏa ra trong phản ứng này
A.3,125MeV
B.4,225MeV
C.1,145MeV
D.2,125MeV
Bài 25. Bắn một hạt proton có khối lượng mp vào hạt nhân Li đang đứng yên. Phản ứng tạo ra hai hạt
nhân X giống hệt nhau có khối lượng mX bay ra với cùng độ lớn vận tốc vX và cùng hợp với phương ban
đầu của proton một góc 450. Vận tốc của hạt proton là
m v
2mX v X
2mX v X
m v
A. v p  X X
B. v p 
C. v p  X X
D. v p 
mp
mp
mp
mp 2
Bài 26. Một tàu phá băng nguyên tử có công suất 18MW. Biết rằng khi một hạt nhân U235 phân hạch sẽ
tỏa năng lượng 200MeV. Coi hiệu suất của quá trình chuyển đổi và sử dụng năng lượng nhiệt hạch là
25%.
a.Để tàu hoạt động liên tục trong 60 ngày đêm cần bao nhiêu khối lượng nhiên liệu?
b.Tìm khối lượng dầu cần thiết để thay thế lượng nhiên liệu U235 nói trên, biết hiệu suất khi sử
dụng dầu là 40% và năng suất tỏa nhiệt của dầu là 3.107J/kg.
235
140
1
Bài 28. Cho phản ứng phân hạch: 10 n  92
U 94
38 Sr  54 Xe  20 n  185 MeV . Năng lượng toàn phần tỏa ra
khi 1kg U235 bị phân hạch là
A.0,758.1016J
B.7.58.1016J
C.75,8.1012J
D.758.1016J
Bài 29. Năng lượng trung bình tỏa ra khi phân hạch một hạt nhân U235 là 200MeV. Một nhà máy điện
nguyên tử dùng nguyên liệu Urani trên có công suất 500MW, hiệu suất 20%. Khối lượng Urani tiêu thụ
hàng năm của nhà máy trên là
A.865,12kg
B.926,74kg
C.961,76kg
D.982,35kg
Bài 30. Một nhà máy điện nguyên tử có công suất 5MW, hoạt động với hiệu suất 17%. Sau thời gian một
ngày đêm sẽ có một khối lượng bao nhiêu U235 bị phân hạch nếu cho rằng cú mỗi phân hạch giải phóng
3,2.10-11J.
A.32g
B.31g
C.34g
D.42g
Bài 31. Công suất phát xạ của Mặt Trời là 3,9.1026W. Mỗi ngày đêm khối lượng Mặt Trời giảm đi một
lượng bằng
A.3,744.1014kg
B.7,34.1014kg
C.7,34.104kg
D.3,744.1010kg

m
A. 
mB

Chương VIII. TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ
A.TÓM TẮT LÝ THUYẾT
§1. CÁC HẠT SƠ CẤP
I.HẠT SƠ CẤP
-Là các vi hạt có kích thước và khối lượng nhỏ hơn hạt nhân nguyên tử.
II.ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP
-Khối lượng nghỉ m0 (hay năng lượng nghỉ E0 )
-Điện tích.
-Spin s và mômen từ riêng (Mỗi hạt sơ cấp khi đứng yên cũng có mômen động lượng riêng và
mômen từ riêng đặc trưng cho chuyển động nội tại và bản chất của hạt).
Thời gian sống trung bình.
III.CÁC LOẠI HẠT SƠ CẤP (Sắp xếp theo khối lượng tăng dần)
-Phôtôn là hạt có khối lượng bằng không ( )
Trang 17


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

-Leptôn là các hạt có khối lượng khoảng (0  200) me : nơtrinô; electron (e  ) , muyôn (   )
-Hađrôn là các hạt có khối lượng khoảng (200  900) me . Gồm ba nhóm:
Mêzôn ( ; K ) : có khối lượng trên 200 me , nhưng nhỏ hơn khối lượng nuclôn.
Nuclôn ( p ; n ).
Các hạt này gọi là các Barion
Hipêron: có khối lượng lớn hơn khối lượng nuclôn
IV. THỜI GIAN SỐNG TRUNG BÌNH
Trong các hạt sơ cấp, chỉ có bốn hạt không bị phân rã thành các hạt khác, gọi là các hạt bền
(prôtôn, electron, phôtôn, nơtrino). Tất cả các hạt còn lại là các hạt không bền và phân rã thành các hạt
khác. Trừ nơtrôn có thời gian sống dài khoảng 932s, còn các hạt không bền đều có thời gian sống rất
ngắn, cỡ từ 10-24 s đến 10-6 s.
V.PHẢN HẠT (Đối hạt)
-Mỗi hạt sơ cấp đều có phản hạt của nó.
-Phản hạt là những hạt có cùng khối lượng nghỉ, spin với hạt và có điện tích bằng về độ lớn nhưng
trái dấu so với hạt.
VI.TƯƠNG TÁC CỦA CÁC HẠT SƠ CẤP
-Tương tác điện từ.
-Tương tác mạnh.
-Tương tác yếu.
-Tương tác hấp dẫn.
§2. HỆ MẶT TRỜI
I.HỆ MẶT TRỜI
-Hệ mặt trời gồm: mặt trời, tám hành tinh, hàng nghìn tiểu hành tinh và các sao chổi.
-Lực hấp dẫn đóng vai trò quyết định sự hình thành và phát triển của hệ.
-1 đơn vị thiên văn (đvtv) bằng khoảng cách từ trái đất đến mặt trời.
-Tất cả các hành tinh đều chuyển động quanh mặt trời theo cùng một chiều và gần như trong cùng
một mặt phẳng. Mặt trời và các hành tinh đều quay quanh trục của chính nó theo chiều thuận (trừ kim
tinh).
II.MẶT TRỜI
-Là một ngôi sao màu vàng, có nhiệt độ bề mặt 6000K, nhiệt độ trong lòng lên đến hàng chục
triệu độ.
-Có bán kính gấp 109 lần bán kính trái đất, khối lượng gấp 333.103 lần khối lượng trái đất.
-Năng lượng mặt trời là do phản ứng tổng hợp hạt nhân hidrô thành hạt nhân hêli (phản ứng nhiệt
hạch).
III.CÁC HÀNH TINH
-Có 8 hành tinh từ trong ra ngoài: thủy tinh, kim tinh, trái đất, hỏa tinh, mộc tinh, thổ tinh, thiên
vương tinh, hải vương tinh.
-Chia thành hai nhóm:
Nhóm trái đất: Thủy tinh, kim tinh, trái đất, hỏa tinh. (kích thước nhỏ, khối lượng riêng lớn, ít vệ
tinh quay xung quanh)
Nhóm mộc tinh: Mộc tinh, thổ tinh, thiên vương tinh và hải vương tinh. (kích thước lớn, khối
lượng riêng nhỏ, rất nhiều vệ tinh quay xung quanh)
IV.CÁC TIỂU HÀNH TINH
-Là các hành tinh chuyển động quanh mặt trời có bán kính quĩ đạo từ 2,2 đến 3,6 đvtv.
V.SAO CHỔI VÀ CÁC THIÊN THẠCH
-Sao chổi: là những khối khí đóng băng lẫn với đá, có đường kính vài kilômét chuyển động quanh
mặt trời.
-Thiên thạch: là những tản đá chuyển động quanh mặt trời.
§3. SAO VÀ CÁC THIÊN HÀ
I.SAO
1.Sao
-Sao là các thiên thể nóng sáng, giống như mặt trời, nhưng ở rất xa chúng ta.
-Xung quanh một số sao còn có các hành tinh chuyển động, giống như hệ mặt trời.

Trang 18


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

-Nhiệt độ trong lòng các ngôi sao lên đến hàng chục triệu độ, trong đó xảy ra các phản ứng nhiệt
hạch, tuy nhiên nhiệt độ mặt ngoài của các ngôi sao rất khác nhau. (Sao nóng nhất nhiệt độ mặt ngoài
khoảng 50 000 K, nhìn từ trái đất ta thấy sao có màu xanh lam. Mặt trời là một ngôi sao trung bình, nhiệt
độ bề mặt khoảng 6 000 K ta thấy nó có màu vàng. Sao nguội nhất có nhiệt độ bề mặt khoảng 3 000 K ta
thấy nó có màu đỏ).
2.Các loại sao đặc biệt
-Sao biến quang là cặp sao có khối lượng tương đương nhau, quay quanh một khối tâm chung, đó
là những sao đôi. Quan sát các sao này từ trái đất ta thấy độ sáng của chúng tăng giảm một cách tuần hoàn
theo thời gian. Đó là vì khi chuyển động, có những lúc chúng che khuất lẫn nhau.
-Sao mới là các sao có độ sáng đột nhiên tăng lên hàng vạn lần (sao siêu mới có độ sáng đột nhiên
tăng lên hàng triệu lần). Sự tăng đột ngột đó là kết quả của các vụ nổ xảy ra bên trong lòng các sao này,
kèm theo sự phóng ra các dòng vật chất rất mạnh.
-Punxa (lõi sao nơtrôn) là sao phát ra sóng vô tuyến rất mạnh, được cấu tạo từ những nơtrôn có
khối lượng riêng rất lớn 1014 g / cm3 , chúng có một từ trường rất mạnh và quay rất nhanh quanh một trục.
-Lỗ đen được cấu tạo từ những nơtrôn, những hạt nơtrôn này được xếp khít chặt với nhau tạo ra
một loại chất có khối lượng riêng rất lớn. Kết quả là gia tốc trọng trường ở gần lỗ đen rất lớn đến nỗi
ngay cả những phôtôn rơi vào đó cũng không ra được. Lỗ đen không bức xạ bất kì sóng điện từ nào.
3.Khái quát về sự tiến hóa của các sao
Các kết quả nghiên cứu thiên văn cho biết các sao được cấu tao từ các đám mây “mây” khí và bụi.
Đám mây này vừa quay vừa co lại do tác dụng của lực hấp dẫn và sau vài chục ngàn năm, vật chất dần
dần tập trung ở giữa, tạo thành một tinh vân dày đặc và dẹp như một cái bánh dày. Ở trung tâm tinh vân,
nơi mật độ cao nhất, một ngôi sao nguyên thuỷ được tạo thành. Vì mới “ra đời”, sao chưa nóng nên chỉ
phát ra bức xạ ở miền hồng ngoại. Sao tiếp tục co lại và nóng dần (trong lòng sao bắt đầu xảy ra phản ứng
nhiệt hạch), trở thành một ngôi sao sáng tỏ. Trong trường hợp sao là mặt trời thì vật chất ở phía ngoài
đám bụi khí ngưng tụ và đọng lại thành một vành đai, nơi những hành tinh sẽ được tạo ra và quay xung
quanh Mặt trời. Trong “thời gian tồn tại” của sao, các phản ứng nhiệt hạch xảy ra trong lòng ngôi sao làm
tiêu hao dần hiđrô có trong sao, tạo thành heli và các nguyên tố (cabon,ôxi, sắt...).
Khi “nhiên liệu” trong sao cạn kiệt, sao biến thành các thiên thể khác. Lí thuyết cho thấy các sao
có khối lượng cỡ Mặt Trời có thể “ sống” tới 10 tỉ năm, sau đó biến thành sao chắt trắng (hay sao lùn ), là
sao có bán kính chỉ bằng một phần trăm hay một phần nghìn bán kính Mặt Trời nhưng lại có nhiệt độ bề
mặt tới 50 000 K. Còn các sao có khối lượng lớn hơn mặt trời (từ năm lần trở lên) thì chỉ “sống” được
khoảng 100 triệu năm, nhiệt độ của sao giảm dần và sao trở thành sao kềnh đỏ, sau đó lại tiếp tục tiến hoá
và trở thành một sao nơtron (punxa), hoặc một lỗ đen.
II.TINH VÂN
Tinh vân là các đám bụi khổng lồ được rọi sáng bởi các ngôi sao gần đó hoặc các đám khí bị ion
hóa.
III.THIÊN HÀ
-Là một hệ thống gồm nhiều loại sao và tinh vân.
-Trong mỗi thiên hà có khoảng một tỉ ngôi sao và tinh vân. (Sao đang ổn định, sao mới, punxa và
lỗ đen …)
-Có ba loại thiên hà chính: thiên hà xoắn ốc, thiên hà elíp, thiên hà không định hình.
-Thiên hà của chúng ta là Ngân Hà. Thuộc loại thiên hà xoắc ốc, chứa vài trăm tỉ sao, có đường
kính khoảng 100 000 năm ánh sáng, là một hệ phẳng giống như một cái đĩa. Hệ mặt trời của chúng ta
cách trung tâm thiên hà khoảng 30 000 năm ánh sáng.
V.VŨ TRỤ
-Gồm các thiên hà và đám thiên hà.
B.BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM.
Bài 1. Để phân loại các hạt sơ cấp, người ta căn cứ vào
A. Độ lớn của điện tích của các hạt sơ cấp.
B. Khối lượng nghỉ của các hạt sơ cấp.
C. Momen động lượng riêng của các hạt sơ cấp.
D. Thời gian sống trung bình của các hạt sơ cấp.
Bài 2. Có các loại hạt sơ cấp như sau
A. phôtôn; leptôn; mêzôn; barion. B. phôtôn; leptôn; mêzôn; prôtôn.
Trang 19


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

C. phôtôn; leptôn; nơtron; barion.
D. phôtôn; êlectron; mêzôn; prôtôn.
Bài 3. Các hạt sơ cấp bền là
A. prôtôn; êlectron; phôtôn; nơtron. B. prôtôn; êlectron; phôtôn; nơtrinô.
C. prôtôn; êlectron; nơtron; nơtrinô. D. prôtôn; nơtron; phôtôn; nơtrinô.
Bài 4. Kết luận nào sau đây sai khi nói về hạt và phản hạt?
A. Hạt và phản hạt có khối lượng nghỉ giống nhau.
B. Hạt và phản hạt có spin như nhau.
C. Hạt và phản hạt có cùng điện tích.
D. Hạt và phản hạt có cùng độ lớn điện tích nhưng khác nhau về dấu.
Bài 5. Kết luận nào sau đây đúng khi nói về hạt và phản hạt?
Trong quá trình tương tác của các hạt sơ cấp, có thể xảy ra hiện tượng :
A. Huỷ một cặp “hạt + phản hạt” có khối lượng nghỉ khác 0 thành các phôtôn hoặc cùng một lúc
sinh ra một cặp “hạt + phản hạt” từ những phôtôn.
B. Huỷ “hạt” và sinh “phản hạt”
C. Huỷ “phản hạt” và sinh “hạt”
D. Chỉ sinh “phản hạt”
Bài 6. Thời gian sống trung bình của hạt nào trong các hạt sau là lớn nhất?
A. piôn  
B. ômêga   C. nơtron
D. nơtrinô.
Bài 7. Có các loại tương tác cơ bản đối với các hạt sơ cấp là
A. Tương tác hấp dẫn, tương tác ma sát, tương tác điện từ, tương tác đàn hồi.
B. Tương tác hấp dẫn, tương tác Cu-lông, tương tác điện từ, tương tác ma sát.
C. Tương tác điện từ, tương tác hấp dẫn, tương tác mạch, tương tác yếu
D. Tương tác điện từ, tương tác đàn hồi, tương tác mạch, tương tác yếu.
Bài 8. Lực hạt nhân xuất hiện trong tương tác nào?
A. Tương tác yếu
B. Tương tác hấp dẫn
C. Tương tác mạnh.
D. Tương tác điện từ.
Bài 9. Các hađrôn là tập hợp
A. Các mêzôn và các barion. B. Các mêzôn và các leptôn
C. Các phôtôn và các barion. D. Các phôtôn và các leptôn.
Bài 10. Phát biểu nào sau đây sai khi nói về cấu tạo hệ Mặt Trời?
A. Mặt Trời ở trung tâm của hệ và là thiên thể duy nhất nóng sáng.
B. Hệ Mặt Trời có 8 hành tinh lớn quay quanh Mặt Trời.
C. Hệ Mặt Trời có nhiều các hành tinh nhỏ và các sao chổi, thiên thạch.
D. Xung quanh Mặt Trời có nhiều vệ tinh nhỏ.
Bài 11. Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về cấu trúc của Mặt Trời ?
Mặt Trời cấu tạo gồm hai phần là :
A. Sắc cầu và nhật hoa.
B. Quang cầu và khí quyển Mặt Trời.
C. Sắc cầu và khí quyển Mặt Trời. D. Quang cầu và nhật hoa.
Bài 12. Quang cầu là
A. Khối cầu nóng sáng khi nhìn Mặt Trời từ Trái Đất.
B. Khối khí quyển bao quanh Mặt Trời.
C. Lớp sắc cầu.
D. Lớp nhật hoa.
Bài 13. Lớp khí quyển Mặt Trời được cấu tạo chủ yếu bởi
A. Các kim loại nặng
B. Khí clo và ôxi.
C. Khí hiđrô và hêli
D. Khí hiếm.
Bài 14. Mặt Trời duy trì được năng lượng bức xạ của mình là do
A. Kích thước của Mặt Trời rất lớn.
B. Mặt Trời có khối lượng lớn.
C. Mặt Trời liên tục hấp thụ năng lượng ở xung quanh.
D. Trong lòng Mặt Trời đang diễn ra phản ứng nhiệt hạch.
Bài 15. Kết luận nào sau đây sai khi nói về sự chuyển động của Trái Đất?
A. Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời theo một quỹ đạo gần tròn.
B. Trái Đất tự quay quanh mình nó.
Trang 20


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

C. Trong quá trình chuyển động quanh Mặt Trời, Trái Đất chuyển động quay quanh Mặt Trăng.
D. Trục quay của Trái Đất quanh mình nó nghiêng trên mặt phẳng quỹ đạo một góc 23027’.
Bài 16. Phát biểu nào sau đây sai khi nói về cấu tạo của Trái Đất?
A. Trái Đất có dạng hình cầu hơi dẹt ở hai cực.
B. Bán kính của Trái Đất ở xích đạo lớn hơn bán kính của Trái Đất ở hai cực.
C. Bán kính của Trái Đất bằng nhau ở mọi vị trí.
D. Trái Đất có một cái lõi được cấu tạo chủ yếu là sắt và niken.
Bài 17. Phát biểu nào sau đây sai khi nói về Mặt Trăng?
A. Mặt Trăng là vệ tinh của Trái Đất.
B. Mặt Trăng tự quay quanh trục của nó.
C. Gia tốc trọng trường trên Mặt Trăng nhỏ hơn gia tốc trọng trường trên Trái Đất.
D. Mặt Trăng luôn hướng một nửa nhất định của nó về phía Mặt Trời.
Bài 18. Mặt Trăng không giữ được khí quyển vì
A. Mặt Trăng chuyển động quanh Trái Đất.
B. Lực hấp dẫn của Mặt Trăng nhỏ.
C. Mặt Trăng tự quay quanh mình nó.
D. Bề mặt Mặt Trăng được phủ một lớp vật chất xốp.
Bài 19. Ảnh hưởng rõ rệt nhất của Mặt Trăng lên Trái Đất là
A. Hiện tượng thuỷ triều
B. Hiện tượng bão từ.
C. Hiện tượng xa mạc hoá D. Hiện tượng hạn hán kéo dài.
Bài 20. Mặt Trăng luôn hướng một nửa nhất định của nó về phía Trái Đất vì
A. Mặt Trăng tự quay quanh trục của nó với chu kì bằng chu kì chuyển động quanh Trái Đất.
B. Mặt Trăng cách Trái Đất 384000 km
C. Lực hấp dẫn của Mặt Trăng nhỏ.
D. Nhiệt độ trong một ngày đêm trên Mặt Trăng chênh lệch nhau rất lớn.
Bài 21. Màu sắc khác nhau của sao thể hiện đặc trưng nào của trạng thái sao?
A. Nhiệt độ B. Áp suất
C. Khối lượng
D. Kích thước.
Bài 22. Sao mới là sao có
A. Khối lượng tăng đột ngột lên rất nhiều lần.
B. Nhiệt độ giảm xuống nhiều lần.
C. Thể tích giảm xuống nhiều lần.
D. Độ sáng tăng đột ngột lên nhiều lần.
Bài 23. Sao biến quang là
A. Sao có độ sáng thay đổi B. Sao có độ sáng không đổi
C. Sao có khối lượng thay đổiD. Sao có khối lượng không đổi.
Bài 24. Phát biểu nào trong các phát biểu sau đây sai khi nói về tinh vân?
A. Tinh vân là đám bụi khổng lồ được rọi sáng bởi các ngôi sao gần đó.
B. Tinh vân là các đám khí bị ion hoá được phóng ra từ một ngôi sao mới.
C. Tinh vân là hệ thống khổng lồ các sao.
D. Tinh vân là các đám khí bị ion hoá được phóng ra từ một ngôi sao siêu mới.
Bài 25. Kết luận nào sau đây sai khi nói về lỗ đen?
A. Lỗ đen là một thiên thể được phát hiện nhờ quan sát qua kính thiên văn.
B. Lỗ đen có trường hấp dẫn rất lớn.
C. Thiên thể được gọi là lỗ đen không phát xạ ra bất kì một loại sóng điện từ nào.
D. Người ta phát hiện ra lỗ đen nhờ tia X phát ra khi lỗ đen hút một thiên thể gần đó.
Bài 26. Phát biểu nào sau đây đúng khi nói về sao chổi?
A. Sao chổi là loại hành tinh giống như Trái Đất.
B. Sao chổi có kích thước lớn hơn kích thước Trái Đất nhưng nhỏ hơn kích thước của Mặt Trời.
C. Chu kì chuyển động của sao chổi quanh Mặt Trời bằng chu kì chuyển động của Trái Đất.
D. Sao chổi có kích thước nhỏ và được cấu tạo bởi các chất dễ bốc hơi.
Bài 27. Khi sao chổi chuyển động tới vị trí trên quỹ đạo gần Mặt Trời thì đuôi sao chổi có hướng
A. Về phía Mặt Trời.
B. Ngược phía Mặt Trời.
C. Tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển động.
D. Bất kì.
Bài 28. Phát biểu nào sau đây sai khi nói về các thiên thạch?
Trang 21


Cấu tạo hạt nhân – Biên soạn: Nguyễn Đình Vụ - Email: nguyendinhvu@thuvienvatly.com – phone:0948249333

A. Thiên thạch là khối khí nóng sáng chuyển động quanh Mặt Trời.
B. Thiên thạch là những khối đá chuyển động quanh Mặt Trời.
C. Khi thiên thạch bay gần hành tinh nào đó, nó có thể hút và xảy ra va chạm với hành tinh.
D. Sao băng là những thiên thạch bay vào vùng khí quyển của Trái Đất.
Bái 29. Kết luận nào sau đây đúng khi nói về cấu tạo thiên hà? Thiên hà được cấu tạo
A. Hệ thống nhiều loại sao. B. Hệ thống nhiều loại hành tinh.
C. Hệ thống nhiều tinh vân D. Hệ thống gồm nhiều loại sao và tinh vân.
Bài 30. Thiên hà có dạng hình dẹt như cái đĩa có những cánh tay xoắn ốc, chứa nhiều khí là
A. Thiên hà elip
B. Thiên hà không định hình.
C. Thiên hà xoắn ốc
D. Thiên hà tròn.
Bài 31. Đường kính của thiên hà vào khoảng
A. 10 000 năm ánh sáng
B. 100 000 năm ánh sáng
C. 1 000 000 năm ánh sáng D. 10 000 000 năm ánh sáng.
Bài 32. Phát biểu nào sau đây sai khi nói về Thiên Hà của chúng ta?
A. có dạng xoắn ốc.
B. có đường kính khoảng 100 nghìn năm ánh sáng.
C. có hệ Mặt Trời là trung tâm.
D. có khối lượng bằng khoảng 150 tỉ lần khối lượng Mặt Trời.
Bài 33. Dải ngân hà là
A. Hình chiếu của thiên hà trên vòm trời được nhìn từ Trái Đất.
B. Hình chiếu của thiên hà trên vòm trời được nhìn từ Mặt Trăng.
C. Hình chiếu của thiên hà trên vòm trời được nhìn từ Mặt Trời.
D. Hình chiếu của thiên hà trên vòm trời được nhìn từ sao hoả.

Trang 22



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×