Giải Vật Lí 12 trang 122 Kết nối tri thức

Với Giải Vật Lí 12 trang 122 trong Bài 25: Bài tập về vật lí hạt nhân Vật Lí 12 Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời các câu hỏi & làm bài tập Vật Lí 12 trang 122.

Giải Vật Lí 12 trang 122 Kết nối tri thức

Bài tập 5 trang 122 Vật Lí 12: Vào tháng 6 năm 2024, người lái xe tải sẽ phải chờ bao nhiêu lâu để toàn bộ lượng thuốc đông y chất đầy thùng xe tải được chiếu xạ để bảo quản tại Trung tâm chiếu xạ Hà Nội (Hình 25.3), biết rằng cũng tại nơi đó vào tháng 1 năm 2022 người lái xe đã phải chờ 150 phút chiếu xạ cùng lượng thuốc như vậy và trung tâm chiếu xạ vẫn sử dụng nguồn chiếu xạ là ${}_{27}^{60}\mathrm{Co}$ có chu kì bán rã là 5,3 năm?

Lời giải:

Khi t << T thì $e^{-x}\approx 1-x$

Số hạt nhân bị phân rã trong lần chiếu xạ đầu tiên:

$\Delta N=N_0\left(1-e^{-\lambda t}\right)\approx N_0\left(1-(1-\lambda t)\right)=N_0.\lambda t$

Khoảng thời gian từ tháng 1 năm 2022 đến tháng 6 năm 2024 là 30 tháng.

Sau 30 tháng số hạt nhân còn lại: $N_0^{\text{'}}=N_0{.2}^{-\frac{\frac{30}{12}}{5,3}}=N_0{.2}^{-\frac{25}{53}}$

Số hạt nhân bị phân rã trong lần chiếu xạ tiếp theo:

$\Delta N\text{'}=N_0^{\text{'}}\left(1-e^{-\lambda t\text{'}}\right)\approx N_0^{\text{'}}\left(1-(1-\lambda t\text{'})\right)=N_0^{\text{'}}.\lambda t\text{'}=N_0{.2}^{-\frac{25}{53}}.\lambda t\text{'}$

Để 2 lần chiếu xạ có kết quả như nhau thì:

$\Delta N=\Delta N\text{'}\iff N_0.\lambda t=N_0{.2}^{-\frac{25}{53}}.\lambda t\text{'}\iff t\text{'}=\frac{t}{2^{-\frac{25}{53}}}=\frac{150}{2^{-\frac{25}{53}}}\approx 208$ phút.

Bài tập 6 trang 122 Vật Lí 12: Dược chất phóng xạ FDG có thành phần là đồng vị ${}_9^{18}\mathrm{F}$ với chu kì bán rã là 110 phút, được sử dụng trong chụp ảnh cắt lớp PET. Dược chất này được sản xuất bằng cách bắn phá vào các hạt đồng vị ${}_8^{18}\mathrm{O}$ nhờ một loại hạt được tăng tốc bằng máy gia tốc (Hình 25.4).

a) Xác định loại hạt được tăng tốc trong máy gia tốc biết rằng ngoài ${}_9^{18}\mathrm{F}$, sản phẩm bắn phá còn có neutron và phát xạ tia gamma.

b) Trước khi chụp ảnh cắp lớp PET, bệnh nhân sẽ được tiêm liều lượng dược chất FDG để đảm bảo độ phóng xạ trên mỗi kg cân nặng là 0,1 mCi không đổi. Hai bệnh nhân cùng cân nặng, cùng sử dụng FDG trong cùng một đợt sản xuất, nhưng được tiêm ở 2 thời điểm cách nhau 60 phút. Hỏi người nào sẽ được tiêm lượng FDG nhiều hơn? Xác định phần trăm lượng FDG nhiều hơn này cần được tiêm.

Lời giải:

a) Ta có phương trình phản ứng hạt nhân như sau: ${}_8^{18}\mathrm{O}+{}_{\mathrm{Z}}^{\mathrm{A}}\mathrm{X}\to {}_9^{18}\mathrm{F}+{}_0^1\mathrm{n}+\mathrm{\gamma }$

Sử dụng định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối: 

$\left\{\begin{array}{l}18+\mathrm{A}=18+1\\ 8+\mathrm{Z}=9+0\end{array}\right.\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\mathrm{A}=1\\ \mathrm{Z}=1\end{array}\right.$

Vậy X là ${}_1^1\mathrm{H}$

b) Gọi H là độ phóng xạ khi chụp ảnh cắt lớp (thỏa mãn mỗi kg cân nặng bệnh nhân là 0,1mCi)

Chọn mốc thời gian là thời điểm đưa chất phóng xạ vào bệnh nhân 1

Xét bệnh nhân 1 khi chụp ảnh $\mathrm{H}={\mathrm{H}}_{01}.2^{\frac{-{\mathrm{t}}_1}{\mathrm{T}}}\left(1\right)$ với ${\mathrm{H}}_{01}=\mathrm{\lambda }.{\mathrm{N}}_{01}$

Xét bệnh nhân 2 khi chụp ảnh $\mathrm{H}={\mathrm{H}}_{02}.2^{\frac{-\left({\mathrm{t}}_1-60\right)}{\mathrm{T}}}\left(2\right)$ với ${\mathrm{H}}_{02}=\mathrm{\lambda }.{\mathrm{N}}_{02}$

Từ (1) và (2) ta có: ${\mathrm{H}}_{01}.2^{\frac{-{\mathrm{t}}_1}{\mathrm{T}}}={\mathrm{H}}_{02}.2^{\frac{-{\mathrm{t}}_1}{\mathrm{T}}}.2^{\frac{60}{\mathrm{T}}}$

$\Rightarrow \frac{{\mathrm{H}}_{01}}{{\mathrm{H}}_{02}}=\frac{{\mathrm{N}}_{01}}{{\mathrm{N}}_{02}}=2^{\frac{60}{110}}\approx 1,46$

Vậy đưa vào bệnh nhân 1 lượng chất phóng xạ nhiều hơn bệnh nhân 2 là 46%.

Em có thể trang 122 Vật Lí 12: Vận dụng các kiến thức về cấu trúc hạt nhân, phản ứng hạt nhân, phóng xạ và ứng dụng công nghệ hạt nhân để giải các bài tập.

Lời giải:

Nội dung đang được cập nhật...

Lời giải bài tập Vật lí 12 Bài 25: Bài tập về vật lí hạt nhân hay khác:

• Giải Vật Lí 12 trang 121

Xem thêm lời giải bài tập Vật Lí lớp 12 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:

• Vật Lí 12 Bài 20: Bài tập về từ trường

• Vật Lí 12 Bài 21: Cấu trúc hạt nhân

• Vật Lí 12 Bài 22: Phản ứng hạt nhân và năng lượng liên kết

• Vật Lí 12 Bài 23: Hiện tượng phóng xạ

• Vật Lí 12 Bài 24: Công nghiệp hạt nhân

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

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

---