Hình bên mô tả một viên pin \textit{NanoTritium} vừa mới sản xuất, là một loại pin hạt nhân tạo ra dòng điện từ các hạt beta phát ra từ nguồn phóng xạ Tritium.
| Nội dung | Đúng | Sai |
a | Mỗi hạt $_1^3\mathrm{T}$ có 1 proton và 3 neutron |
| S |
b | Hạt X là hạt $_2^3\mathrm{He}$ | Đ |
|
c | Khối lượng tối thiểu của đồng vị phóng xạ $_1^3\mathrm{T}$ được cho vào pin là 8,4 mg |
| S |
d | Công suất của pin giảm đi 2 lần so với lúc pin vừa mới được sản xuất sau thời gian 6,15 năm | Đ |
|
a) Sai. Mỗi hạt $_1^3\mathrm{T}$ có 1 proton và 2 neutron.
b) Đúng.
Phương trình phóng xạ của Tritium là
\[
_1^3\mathrm{T} \;\rightarrow\; _{-1}^0 e +\; _2^3\mathrm{He}.
\]
c) Sai.
Thông tin trên hình ảnh cho biết độ phóng xạ của mẫu là $H = 100\ \mathrm{Ci}$.
Khối lượng tối thiểu của đồng vị phóng xạ $_1^3\mathrm{T}$ được cho vào pin là:
\[
m = nA = \frac{N}{N_A} A = \frac{H/\lambda}{N_A} A
= \frac{H T}{N_A \ln 2} A.
\]
Thay số:
\[
m = \frac{100 \cdot 3{,}7 \cdot 10^{10} \cdot 12{,}3 \cdot 365 \cdot 24 \cdot 3600}{6{,}02 \cdot 10^{23} \ln 2}
\cdot 3 \approx 8{,}4 \cdot 10^{-4}\ \mathrm{g} = 0{,}84\ \mathrm{mg}.
\]
d) Đúng.
Công suất $P$ của pin tỉ lệ thuận với suất điện động,
mà suất điện động tỉ lệ thuận với độ phóng xạ $H$ của lượng chất phóng xạ.
Do đó $P \sim H$.
Vậy, khi $P$ giảm $n$ lần thì $H$ cũng giảm $n$ lần.
Từ công thức:
\[
H = H_0 \, 2^{-t/T}
\]
suy ra
\[
t = T \log_2 \frac{H_0}{H}.
\]
Với $t_{1/2} = 12{,}3$ năm, ta có:
\[
t = 12{,}3 \cdot \log_2 \sqrt{2} = 6{,}15\ \mathrm{năm}.
\]
