(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Vật lí hạt nhân

HOT Ra mắt Sách tổng ôn 12 (2k8) toán, văn, anh.... (từ 80k/1 cuốn)

Chuyên đề Vật lí hạt nhân trong tài liệu ôn thi Đánh giá năng lực, Đánh giá tư duy theo cấu trúc mới nhất đầy đủ lý thuyết trọng tâm, các dạng bài & bài tập đa dạng từ cơ bản đến nâng cao giúp Giáo viên & học sinh có thêm tài liệu ôn thi ĐGNL HSA, VACT và ĐGTD TSA đạt kết quả cao.

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Vật lí hạt nhân

Xem thử Tài liệu & Đề thi HSA Xem thử Tài liệu & Đề thi VACT Xem thử Tài liệu & Đề thi TSA Xem thử Tài liệu & Đề thi SPT

Chỉ từ 200k mua trọn bộ Đề thi & Tài liệu ôn thi ĐGNL - ĐGTD năm 2025 của các trường theo cấu trúc mới bản word có lời giải chi tiết:

B1: gửi phí vào tk: 1053587071 - NGUYEN VAN DOAN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận đề thi

Quảng cáo

A. KIẾN THỨC TRỌNG TÂM

I. CẤU TRÚC HẠT NHÂN

1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Vật lí hạt nhân

Một nguyên tố có số thứ tự Z trong bảng hệ thống tuần hoàn thì hạt nhân của nó có Z proton và N neutron.

Tổng số proton và neutron gọi là số khối A. Số khối: A = Z + N.

Mô hình đơn giản của nguyên tử

• Nguyên tử gồm hạt nhân ở giữa mang điện tích dương và các electron mang điện âm chuyển động quanh hạt nhân.

• Hạt nhân gồm proton và neutron. Số proton trong hạt nhân bằng số electron của nguyên tử.

Quảng cáo

2. Lực hạt nhân

Các nucleon cấu tạo nên hạt nhân liên kết với nhau bởi các lực hút rất mạnh gọi là lực hạt nhân. Lực hạt nhân có bán kính tác dụng cỡ 10^{-15 m.}

3. Đồng vị

Các nguyên tử mà hạt nhân có cùng số proton Z nhưng khác số neutron N nên khác số khối A gọi là các đồng vị, chúng có cùng vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn.

Ví dụ: hiđrô có 3 đồng vị: Hidrô ${}_{1}^{1}H$ ; đơteri ${}_{1}^{2}H$ ( ${}_{1}^{2}D$ ); triti ${}_{1}^{3}H$ ( ${}_{1}^{3}T$ ).

4. Khối lượng nguyên tử, khối lượng hạt nhân

Trong vật lý nguyên tử và hạt nhân người ta thường dùng đơn vị khối lượng gọi là đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu amu, viết tắt là u.

1amu = $\frac{1}{12}$ khối lượng nguyên tử cacbon ${}_{6}^{12}C$ , do đó có thể gọi đơn vị này là đơn vị cacbon.

$1 a m u = \frac{1}{12} m_{{}_{6}^{12}C} = {1,66054.10}^{- 27} kg = 931,5 M e V / c^{2}$ .

Quảng cáo

Một nguyên tử có số khối A thì có khối lượng xấp xỉ bằng A tính theo đơn vị khối lượng nguyên tử u.

Số hạt nhân có trong m (g) chất: $N = \frac{m}{A} . N_{A}$ .

II. NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN

1. Độ hụt khối và năng lượng liên kết

• Độ hụt khối của một hạt nhân là hiệu số giữa tổng khối lượng của các nucleon cấu tạo nên hạt nhân và khối lượng hạt nhân đó:

Dm = Zm_p + (A – Z)m_n – m_X

• Năng lượng liên kết hạt nhân bằng năng lượng tối thiểu cần cung cấp để tách hạt nhân đó thành các nucleon riêng lẻ:

$E_{lk} = Δ m \cdot c^{2} = [Z m_{p} + (A - Z) m_{n} - m_{x}] c^{2}$

Năng lượng liên kết hạt nhân thường được đo bằng đơn vị MeV

• Năng lượng liên kết riêng của mỗi hạt nhân là năng lượng liên kết tính cho mỗi nucleon của hạt nhân đó:

$E_{l k r} = \frac{E_{l k}}{A}$

Quảng cáo

Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.

Năng lượng liên kết riêng hạt nhân thường được đo bằng đơn vị MeV/nucleon.

III. SỰ PHÂN HẠCH VÀ SỰ TỔNG HỢP HẠT NHÂN

1. Định nghĩa

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Vật lí hạt nhân

2. Ứng dụng của ngành công nghiệp hạt nhân trong đời sống

- Dùng trong các nhà máy điện hạt nhân

- Trong y học: những kiến thức về vật lí hạt nhân đang được ứng dụng rộng rãi trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh, đặc biệt là bệnh ung thư. Ví dụ: hiệu ứng huỷ cặp electron - positron (phản hạt của electron) được ứng dụng trong máy “chụp cắt lớp phát xạ positron" (PET - Positron Emission Tomography).

- Trong nông nghiệp: cải tạo giống cây trồng có các đặc tính mới như: năng suất cao, chất lượng dinh dưỡng tốt, hình dáng đẹp (như cúc Chrysanthemum đột biến, ...).

- Trong công nghiệp: kiểm tra chất lượng sản phẩm, đo mật độ vật liệu mà không phá huỷ mẫu vật, kiểm tra chất lượng mối hàn, ...

- Trong khảo cổ: xác định tuổi và thành phần cấu tạo chất của các mẫu vật.

- Trong thực phẩm: diệt vi sinh vật để khử trùng thực phẩm; làm chậm quá trình chín giúp trái cây được bảo quản lâu hơn ở điều kiện bình thường.

IV. HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ

1. Sự phóng xạ

Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử tự động phóng ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác.

Các tia phóng xạ không nhìn thấy được, nhưng có thể phát hiện được chúng do chúng có khả năng làm đen kính ảnh, làm ion hóa chất khí, bị lệch trong điện trường, từ trường, ...

2. Đặc điểm của hiện tượng phóng xạ

Hiện tượng phóng xạ do các nguyên nhân bên trong hạt nhân gây ra, hoàn toàn không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài như nhiệt độ, áp suất...

Không thể can thiệp để làm cho sự phóng xạ xảy ra nhanh hơn hoặc chậm hơn.

3. Các loại tia phóng xạ

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Vật lí hạt nhân

4. Định luật phóng xạ

a. 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 một nửa số nguyên tử của chất ấy biến đổi thành chất khác.

• Số hạt nhân còn lại: $N = N_{0} e^{- λ t} = N_{0} 2^{- \frac{t}{T}}$

Trong đó $λ = \frac{\ln 2}{T (s)}$ là hằng số phóng xạ.

• Khối lượng hạt nhân còn lại: $m = m_{0} e^{- λ t} = m_{0} {.2}^{- \frac{t}{T}}$

• Số hạt nhân đã phân rã: $Δ N = N_{0} - N = N_{0} (1 - 2^{\frac{- t}{T}})$

• Khối lượng hạt nhân đã phân rã: $Δ m = m_{0} - m = m_{0} (1 - 2^{\frac{- t}{T}})$

b. Độ phóng xạ:

Độ phóng xạ H được xác định bằng số hạt nhân chất phóng xạ phân rã trong một giây và liên hệ với hằng số phóng xạ và số hạt nhân chất phóng xạ trong mẫu theo công thức: $H = λ N$ .

V. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

1. Phản ứng hạt nhân

Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa các hạt nhân dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt nhân khác.

Phóng xạ là trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân vì nó làm biến đổi hạt nhân nguyên tử này thành hạt nhân nguyên tử khác. Trong sự phóng xạ, ở vế trái chỉ có một hạt nhân gọi là hạt nhân mẹ.

2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân

Xét phương trình phản ứng: ${}_{Z_{1}}^{A_{1}}X_{1} + {}_{Z_{2}}^{A_{2}}X_{2} \to {}_{Z_{3}}^{A_{3}}X_{3} + {}_{Z_{4}}^{A_{4}}X_{4}$

Trong phản ứng hạt nhân số nucleon (số khối A), điện tích, động lượng, năng lượng (bao gồm cả năng lượng nghỉ và năng lượng thông thường) của các hạt tham gia phản ứng được bảo toàn.

Trong phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn khối lượng.

• Định luật bảo toàn điện tích: $Z_{1} + Z_{2} = Z_{3} + Z_{4}$

• Định luật bảo toàn số nucleon: $A_{1} + A_{2} = A_{3} + A_{4}$

• Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần: $Σ E_{t} = Σ E_{s}$

=> $K_{1} + K_{2} + (m_{1} + m_{2}) c^{2}$ = $K_{3} + K_{4} + (m_{3} + m_{4}) c^{2}$

• Định luật bảo toàn động lượng $\vec{p}$ : $\vec{p_{1}} + \vec{p_{2}} = \vec{p_{3}} + \vec{p_{4}}$

Với $\vec{p} = m . \vec{v}$

Mối quan hệ giữa động lượng và động năng: $p_{X}^{2} = 2 m_{X} K_{X}$

3. Năng lượng của phản ứng hạt nhân

(Ôn thi ĐGNL, ĐGTD) Chuyên đề: Vật lí hạt nhân

B. CÂU HỎI VẬN DỤNG

Câu 1. Trong hạt nhân nguyên tử sắt $_{26}^{56} Fe$ có bao nhiêu neutron?

A. 26 neutron.

B. 30 neutron.

C. 56 neutron.

D. 82 neutron.

Câu 2. Biết khối lượng của các hạt proton, neutron và hạt nhân $_{8}^{18} O$ lần lượt là 1,0073 u; 1,0087 u; 17,9948 u. Độ hụt khối của hạt nhân $_{8}^{18} O$ là

A. 0,1376 u.

B. 0,1506 u.

C. 0,1478 u.

D. 8,2202 u.

Câu 3. Coi hạt nhân nguyên tử như một quả cầu có bán kính $R = 1,2 \cdot 10^{- 15} \cdot A^{\frac{1}{3}}$ (m) với A là số khối. Bán kính của hạt nhân $_{13}^{27} Al$ có giá trị bằng

A. 0,36.10^-12 m.

B. 3,6.10^-12 m.

C. 0,36.10^-15 m.

D. 3,6.10^-15 m.

Câu 4. Hạt nhân $_{92}^{235} U$ có năng lượng liên kết 1 784 MeV. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân này là

A. 5,46 MeV/nucleon.

B. 12,48 MeV/nucleon.

C. 19,39 MeV/nucleon.

D. 7,59 MeV/nucleon.

Câu 5. Chất phóng xạ X có chu kì bán rã T. Ban đầu (t = 0), một mẫu chất phóng xạ X có số hạt là N₀. Sau khoảng thời gian t = 3T (kể từ t = 0), số hạt nhân X còn lại là

A. 0,25N₀.

B. 0,875N₀.

C. 0,75N₀.

D. 0,125N₀.

Câu 6. Biết $N_{A} = 6,02 \cdot 10^{23}$ hạt / mol. Trong $59,50 g_{92}^{238} U$ có số neutron xấp xỉ là

A. 2,38.10²³.

B. 2,20.10²³.

C. 1,19.10²⁵.

D. 9,21.10²³.

Câu 7. Nitrogen tự nhiên có khối lượng nguyên tử m = 14,0067 amu và gồm hai đồng vị chính là $_{7}^{14} N$ có khối lượng nguyên tử m₁ = 14,00307amu và $_{7}^{15} N$ có khối lượng nguyên tử m₂ = 15,00011amu. Tỉ lệ phần trăm của hai đồng vị đó trong nitơ tự nhiên lần lượt là

A. $0,36 %_{7}^{14} N$ và $99,64 %_{7}^{15} N$ .

B. $99,64 %_{7}^{14} N$ và $0,36 %_{7}^{15} N$ .

C. $99,36 %_{7}^{14} N$ và $0,64 %_{7}^{15} N$ .

D. $99,30 %_{7}^{14} N$ và $0,70 %_{7}^{15} N$ .

Câu 8. Cho khối lượng của hạt nhân $_{47}^{108} Ag$ là 106,8783 amu; của neutron là 1,0087 amu; của proton là 1,0073 amu. Độ hụt khối của hạt nhân $_{47}^{107} Ag$ là

A. 0,9868 amu.

B. 0,6986 amu.

C. 0,6868 amu.

D. 0,9686 amu.

Câu 9. Khối lượng của hạt proton, neutron và hạt deuteri $_{1}^{2} D$ lần lượt là: 1,0073 amu; 1,0087 amu và 2,0136 amu. Năng lượng liên kết của hạt nhân $_{1}^{2} D$ là

A. 2,24 MeV.

B. 3,06 MeV.

C. 1,12 MeV.

D. 4,48 MeV.

Câu 10. Hạt nhân $_{4}^{10} Be$ có khối lượng 10,0135 amu. Khối lượng của neutron m_n = 1,0087 amu, của proton m_p = 1,0073 amu. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân $_{4}^{10} Be$ là

A. 0,6321 MeV/nucleon.

B. 63,2152 MeV/nucleon.

C. 632,1531 MeV/nucleon.

D. 6,3215 MeV/nucleon.

................................

Xem thử Tài liệu & Đề thi HSA Xem thử Tài liệu & Đề thi VACT Xem thử Tài liệu & Đề thi TSA Xem thử Tài liệu & Đề thi SPT

Xem thêm tài liệu ôn thi đánh giá năng lực HSA, VACT, đánh giá tư duy TSA hay khác:

HOT 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT, ĐGNL các trường ĐH fle word có đáp án (2025).

Sách VietJack thi THPT quốc gia 2025 cho 2k7:

TÀI LIỆU FILE WORD DÀNH CHO GIÁO VIÊN VÀ PHỤ HUYNH LỚP 12

+ Bộ giáo án, đề thi tốt nghiệp THPT, DGNL các trường các trường có lời giải chi tiết 2025 tại https://tailieugiaovien.com.vn/

+ Hỗ trợ zalo: VietJack Official

+ Tổng đài hỗ trợ đăng ký : 084 283 45 85

500+ đề thi thử tốt nghiệp THPT Quốc gia form 2025

( 128 tài liệu )

100+ đề thi ĐGNL ĐHQG Hà Nội, Tp.Hồ Chí Minh...

( 84 tài liệu )

Đề thi giữa kì, cuối kì 12

( 143 tài liệu )

Bài giảng Powerpoint Văn, Sử, Địa 12....

( 31 tài liệu )

Chuyên đề dạy thêm Toán, Lí, Hóa ...12

( 104 tài liệu )

Đề thi HSG 12

( 4 tài liệu )

xem tất cả

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.