Đồng vị là chất phóng xạ alpha, sản phẩm phân rã là chì Pb. Xác định cấu tạo

Sách bài tập Vật lí 12 Chủ đề 4: Vật lí hạt nhân - Cánh diều

Câu 2 trang 45 Sách bài tập Vật lí 12:

a) Đồng vị${}_{84}^{210}\text{Po}$ là chất phóng xạ $\alpha$, sản phẩm phân rã là chì Pb. Xác định cấu tạo của hạt nhân sản phẩm và viết phương trình của phản ứng phân rã phóng xạ đó.

b) Cho biết khối lượng nguyên tử của các hạt là m_Po = 209,98287u; m_He = 4,00260 u; m_Pb = 205,97446 u. Tính năng lượng toả ra của phản ứng phân rã phóng xạ trên.

c) Một mẫu${}_{84}^{210}\text{Po}$ nguyên chất có khối lượng 125 g. Xác định độ phóng xạ của mẫu đó tại thời điểm ban đầu và tại thời điểm sau đó 30,0 ngày. Cho biết chu kì bán rã của${}_{84}^{210}\text{Po}$ là 138 ngày.

d) Tính khối lượng chì được tạo thành sau khoảng thời gian 30,0 ngày.

Lời giải:

a) Cấu tạo của hạt nhân Pb – phương trình phản ứng

Ta có: hạt $\alpha$ là hạt nhân${}_2^4\text{He}$

Phương trình phóng xạ có dạng:${}_{84}^{210}\text{Po}{\to }_{\text{Z}}^{\text{A}}\text{Pb}{+}_2^4\text{He}$

Do điện tích và số nucleon được bảo toàn trong các phản ứng hạt nhân nên

Z = 84 – 2 = 82

A = 210 – 4 = 206

Phương trình phóng xạ có dạng:${}_{84}^{210}\text{Po}{\to }_{82}^{206} \text{Pb}{+}_2^4\text{He}$

b) Năng lượng toả ra của phản ứng hạt nhân:

E_toả = (m_trước – m_sau)c² = [209,98287 u - (205,97446 u + 4,00260 u)]c² $=0,00581u{c}^2=0,00581\left(931,5\frac{\text{MeV}}{{\text{c}}^2}\right)c^2=5,41\text{MeV}$

c) Độ phóng xạ của một mẫu chất phóng xạ: H = $\lambda$N

Với $\lambda =\frac{\ln 2}{T}$ là hằng số phóng xạ

$N=\frac{m}{A}{N}_A$ là số hạt nhân chất phóng xạ có trong mẫu

• Tại thời điểm ban đầu:

$H_0=\lambda N_0=\frac{\ln 2}{(\mathrm{138.24.3600} \text{s})}\cdot \frac{(125 \text{g})}{\left(210\frac{\text{g}}{\text{mol}}\right)}\cdot \left(6,02\cdot {10}^{23}\frac{\text{ nguyen tu }}{\text{mol}}\right)=2,08\cdot {10}^{16} \text{Bq}$

•  Tại thời điểm $\text{t}=30,0$ ngày:

$H=H_0{2}^{-\frac{t}{T}}=\left(2,08\cdot {10}^{16} \text{Bq}\right)\cdot 2^{-\frac{30,0}{138}}=1,79\cdot {10}^{16} \text{Bq}$

d) Mỗi hạt Po phân rã tạo ra một hạt Pb. Do đó, số hạt Pb tạo thành trong 30,0 ngày bằng số hạt Po bị phân rã trong khoảng thời gian đó:

$N_{\text{Pb}}=\Delta N=N_0-N=N_0-N_0{2}^{-\frac{t}{T}}=N_0\left(1-2^{-\frac{t}{T}}\right)=5,{01.10}^{22}\text{ nguyen tu}$

Khối lượng Pb được tạo thành là:

$m_{\text{Pb}}=\frac{N_{\text{Pb}}}{N_{\text{A}}}\cdot A=\frac{\left(5,01\cdot {10}^{22}\text{ nguyen tu }\right)}{\left(6,02\cdot {10}^{23}\frac{\text{ nguyen tu }}{\text{mol}}\right)}\cdot \left(206\frac{\text{g}}{\text{mol}}\right)=17,2 \text{g}$

Lời giải SBT Vật Lí 12 Chủ đề 3: Từ trường hay khác:

• Câu 1 trang 44 Sách bài tập Vật lí 12: Hạt nhân beryllium ${}_4^{9}Be$ và hạt nhân boron ${}_5^9 \text{B}$ có khối lượng lần lượt là 9,00999 u và 9,01059 u....

• Câu 4.1 trang 47 Sách bài tập Vật lí 12: Một hạt nhân nguyên tử có kí hiệu ${}_9^{19}\text{X}$, kết luận nào dưới đây là đúng ....

• Câu 4.2 trang 47 Sách bài tập Vật lí 12: Hạt nhân ${}_6^{14}\text{C}$ , và hạt nhân${}_7^{14}\text{N}$, có cùng ....

• Câu 4.3 trang 47 Sách bài tập Vật lí 12: Số hạt nucleon mang điện tích trong hạt nhân bạc ....

• Câu 4.4 trang 47 Sách bài tập Vật lí 12: Các nguyên tử được gọi là đồng vị khi hạt nhân của chúng có ....

• Câu 4.5 trang 47 Sách bài tập Vật lí 12: Có 15 neutron trong đồng vị ${}^{29}\text{Si}.$ Có bao nhiêu neutron trong đồng vị ....

• Câu 4.6 trang 47 Sách bài tập Vật lí 12: Tìm số hạt neutron có trong 532 g plutonium ....

• Câu 4.7 trang 47 Sách bài tập Vật lí 12: Nguyên tố lithium có hai đồng vị bền là ....

• Câu 4.8 trang 47 Sách bài tập Vật lí 12: Titanium là vật liệu “nhẹ”, bền, cứng, chịu nhiệt tốt và khó bị oxy hoá ....

• Câu 4.9 trang 47 Sách bài tập Vật lí 12: Khối lượng của nguyên tử calcium ${}_{20}^{40}\text{Ca}$ là $39,96259\text{u}$. Tính khối lượng của nguyên tử ....

• Câu 4.10 trang 48 Sách bài tập Vật lí 12: Hình 4.1 dưới đây biểu diễn ba hạt nhân A, B, C ....

• Câu 4.11 trang 48 Sách bài tập Vật lí 12: Sử dụng công thức tính bán kính hạt nhân R = 1,2.10^-15.A^1/3 (m) để tính gần đúng bán kính, thể tích và khối lượng riêng ....

• Câu 4.12 trang 48 Sách bài tập Vật lí 12: Trong thí nghiệm tán xạ hạt α trên lá vàng mỏng, hạt ....

• Câu 4.13 trang 49 Sách bài tập Vật lí 12: Phát biểu nào sau đây là đúng ....

• Câu 4.14 trang 49 Sách bài tập Vật lí 12: Năng lượng liên kết riêng của một hạt nhân được tính bằng ....

• Câu 4.15 trang 49 Sách bài tập Vật lí 12: Hạt nhân có độ hụt khối càng lớn thì có ....

• Câu 4.16 trang 49 Sách bài tập Vật lí 12: Phát biểu nào sau đây về phản ứng nhiệt hạch là sai ....

• Câu 4.17 trang 49 Sách bài tập Vật lí 12: Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai ....

• Câu 4.18 trang 50 Sách bài tập Vật lí 12: Hạt nhân ${}_{92}^{235}\text{U}$ hấp thụ một neutron nhiệt rồi vỡ ra thành hai hạt nhân ....

• Câu 4.19 trang 50 Sách bài tập Vật lí 12: Biết hạt nhân${}_{18}^{40}\text{Ar}$ có khối lượng 39,9525 u. Cho khối lượng của proton và neutron lần lượt là ....

• Câu 4.20 trang 50 Sách bài tập Vật lí 12: Các hạt nhân deuterium ${}_1^2\text{H}$, tritium${}_1^3\text{H}$, helium${}_2^4\text{He}$ có năng lượng liên kết lần lượt là ....

• Câu 4.21 trang 50 Sách bài tập Vật lí 12: Hạt nhân ${}_{92}^{235}\text{U}$ có năng lượng liên kết riêng là 7,59 MeV/nucleon. Tính ....

• Câu 4.22 trang 50 Sách bài tập Vật lí 12: Chứng minh rằng độ hụt khối của hạt nhân ${}_{\text{Z}}^{\text{A}}\text{X}$ còn có thể tính bằng công thức ....

• Câu 4.23 trang 51 Sách bài tập Vật lí 12: Cho biết khối lượng nguyên tử của các hạt ${}_{13}^{27}\text{Al}{,}_{82}^{206} \text{Pb}$ và${}_1^1\text{H}$ lần lượt là 26,98154 u ....

• Câu 4.24 trang 51 Sách bài tập Vật lí 12: Hạt nhân ${}_{94}^{239}\text{Pu}$ hấp thụ một neutron nhiệt rồi phân hạch thành hai hạt nhân ....

• Câu 4.25 trang 51 Sách bài tập Vật lí 12: Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt có công suất 500,0 kW và sử dụng nhiên liệu là ....

• Câu 4.26 trang 51 Sách bài tập Vật lí 12: Mỗi phản ứng nhiệt hạch có phương trình ${}_1^2\text{D}{+}_1^2\text{D}{\to }_2^3\text{He}{+}_0^1\text{n}\left(4.1\right)$ ....

• Câu 4.27 trang 51 Sách bài tập Vật lí 12: Bom nhiệt hạch dùng phản ứng: ${}_1^2\text{D}{+}_1^3 \text{T}{\to }_2^4\text{He}{+}_0^1\text{n}.$ Cho biết khối lượng của các nguyên tử ....

• Câu 4.28 trang 51 Sách bài tập Vật lí 12: Một nhà máy điện hạt nhân tiêu thụ trung bình $58,75 {\text{g}}^{235}\text{U}$ mỗi ngày. Biết hiệu suất của nhà máy ....

• Câu 4.29 trang 52 Sách bài tập Vật lí 12: Hiện nay, công suất phát xạ năng lượng của Mặt Trời khoảng 3,83.10²⁶ W ....

• Câu 4.30 trang 52 Sách bài tập Vật lí 12: Trong không khí, tia phóng xạ nào sau đây có tốc độ nhỏ nhất ....

• Câu 4.31 trang 52 Sách bài tập Vật lí 12: Phát biểu nào sau đây về tia $\gamma$ là sai ....

• Câu 4.32 trang 52 Sách bài tập Vật lí 12: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về độ phóng xạ ....

• Câu 4.33 trang 52 Sách bài tập Vật lí 12: Phát biểu nào sau đây là sai ....

• Câu 4.34 trang 53 Sách bài tập Vật lí 12: Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai ....

• Câu 4.35 trang 53 Sách bài tập Vật lí 12: Viết phương trình phản ứng hạt nhân của các quá trình phóng xạ sau ....

• Câu 4.36 trang 53 Sách bài tập Vật lí 12: Máy chiếu xạ sử dụng nguồn phóng xạ ....

• Câu 4.37 trang 53 Sách bài tập Vật lí 12: Ban đầu có 12,0g cobalt ${}_{27}^{60}\text{Co}$ là chất phóng xạ ${\beta }^{-}$ với chu kì bán rã ....

• Câu 4.38 trang 53 Sách bài tập Vật lí 12: Một phòng thí nghiệm ban đầu mua về một mẫu polonium có chứa ....

• Câu 4.39 trang 53 Sách bài tập Vật lí 12: Đồng vị phóng xạ chromium ${}_{24}^{51}\text{Cr}$ được sử dụng trong phương pháp nguyên tử ....

• Câu 4.40 trang 54 Sách bài tập Vật lí 12: Trong một mẫu đá được các nhà du hành mang về Trái Đất từ Mặt Trăng ....

• Câu 4.41 trang 54 Sách bài tập Vật lí 12: Hạt nhân ${}_{92}^{238}\text{U}$ sau một chuỗi các quá trình phóng xạ ....

• Câu 4.42 trang 54 Sách bài tập Vật lí 12: Các nhà khoa học đã xác định được độ phóng xạ của 1g mẫu carbon trong cơ thể ....

• Câu 4.43 trang 54 Sách bài tập Vật lí 12: Để điều trị ung thư tuyến giáp, một bệnh nhân đã nhận một liều dược chất phóng xạ ....

• Câu 4.44 trang 55 Sách bài tập Vật lí 12: Hạt nhân ${}_{84}^{210}\text{Po}$ phóng xạ $\alpha$ tạo thành hạt nhân ${}_{82}^{206} \text{Pb}$ bền ....

• Câu 4.45 trang 55 Sách bài tập Vật lí 12: Thành phần sữa bò có chứa potassium với nồng độ 200g/l ....

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 12 Cánh diều hay, chi tiết khác:

• SBT Vật Lí 12 Chủ đề 1: Vật lí nhiệt

• SBT Vật Lí 12 Chủ đề 2: Khí lí tưởng

• SBT Vật Lí 12 Chủ đề 3: Từ trường

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 12 hay khác:

• Giải sgk Vật Lí 12 Cánh diều
• Giải Chuyên đề Vật Lí 12 Cánh diều
• Giải SBT Vật Lí 12 Cánh diều
• Giải lớp 12 Cánh diều (các môn học)
• Giải lớp 12 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 12 Chân trời sáng tạo (các môn học)

---