Trong vật lý hạt nhân, máy đo bức xạ (máy đếm/ống đếm) Geiger-Muller được sử dụng rộng rãi trong việc đo số lượng hạt α, β bằng cách ứng dụng khả năng ion hoá của các tia bức xạ này. Số tín h
19/28
PHẦN II. Câu trắc nghiệm đúng sai.
Thí sinh trả lời từ câu 1 đến câu 4. Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.
Trong vật lý hạt nhân, máy đo bức xạ (máy đếm/ống đếm) Geiger-Muller được sử dụng rộng rãi trong việc đo số lượng hạt α, β bằng cách ứng dụng khả năng ion hoá của các tia bức xạ này.
Số tín hiệu máy đếm được tỉ lệ thuận với số lượng hạt nhân bị phân rã.
Xét hai máy đếm Geiger-Muller giống nhau lần lượt được chiếu xạ bởi hai mẫu chất phóng xạ ²¹⁰₈₄Po và ¹³¹₅₃I (mỗi hạt nhân khi phân rã chỉ phát ra một tia phóng xạ). Biết rằng các mẫu chất phóng xạ được đặt ở cùng một khoảng cách so với các máy đếm tại hai phòng khác nhau. Cho khối lượng của từng mẫu phóng xạ tại thời điểm ban đầu đều là 1,5 g.
Lấy khối lượng của các hạt nhân gần bằng số khối của chúng; chu kì bán rã của ²¹⁰₈₄Po và ¹³¹₅₃I lần lượt là 138,4 ngày và 8,02 ngày.
Ban đầu, số nguyên tử ²¹⁰₈₄Po có trong 1,5 g là 4,3.10²¹ nguyên tử.
Số lượng hạt nhân ¹³¹₅₃I phân rã trong vòng 1 ngày đầu tiên xấp xỉ bằng 6,3.10²¹ hạt.
Sau 1 ngày đầu tiên, máy đo bức xạ ứng với mẫu chất chứa ¹³¹₅₃I đếm được nhiều tín hiệu hơn.
Độ phóng xạ của hạt nhân ¹³¹₅₃I sau 1 ngày đầu tiên xấp xỉ bằng 2,14.10¹⁹ Bq.
Mỗi mẫu phóng xạ ban đầu có khối lượng 1,5 g.
a) Đúng.
Số hạt nhân ²¹⁰₈₄Po ban đầu:
\({N_{Po}} = \frac{m}{A}.{N_A} = \frac{{1,5}}{{210}}.6,{02.10^{23}} \approx 4,{3.10^{21}}\) nguyên tử.
Vậy ý a đúng.
b) Sai.
Số hạt nhân ¹³¹₅₃I ban đầu: \({N_0} = \frac{{1,5}}{{131}}.6,{02.10^{23}} \approx 6,{9.10^{21}}\) hạt.
Số hạt nhân còn lại sau 1 ngày: \(N = {N_0}{.2^{ - \frac{1}{{8,02}}}} \approx 6,{9.10^{21}}.0,917 \approx 6,{3.10^{21}}\) hạt.
Như vậy \(6,{3.10^{21}}\) là số hạt còn lại sau 1 ngày, không phải số hạt đã phân rã.
Số hạt phân rã trong 1 ngày đầu là: \(\Delta N = {N_0} - N \approx 6,{9.10^{21}} - 6,{3.10^{21}} \approx 5,{7.10^{20}}\) hạt.
Vậy ý b sai.
c) Đúng.
Độ phóng xạ: \(A = \lambda N = \frac{{\ln 2}}{T}.N\).
¹³¹₅₃I có chu kì bán rã 8,02 ngày, nhỏ hơn nhiều so với chu kì bán rã của ²¹⁰₈₄Po là 138,4 ngày. Vì vậy ¹³¹₅₃I phân rã nhanh hơn nhiều.
Sau 1 ngày, mẫu ¹³¹₅₃I vẫn còn số hạt rất lớn, đồng thời có chu kì bán rã nhỏ hơn nên độ phóng xạ lớn hơn mẫu ²¹⁰₈₄Po.
Vậy máy đo ứng với mẫu ¹³¹₅₃I đếm được nhiều tín hiệu hơn. Ý c đúng.
d) Sai.
Sau 1 ngày: \({N_I} \approx 6,{3.10^{21}}\) hạt.
Chu kì bán rã của ¹³¹₅₃I: \(T = 8,02.24.3600 \approx 6,{93.10^5}{\rm{ s}}\).
Độ phóng xạ: \(A = \frac{{\ln 2}}{T}.N \approx \frac{{0,693}}{{6,{{93.10}^5}}}.6,{3.10^{21}} \approx 6,{3.10^{15}}{\rm{ Bq}}\).
Không phải \(2,{14.10^{19}}{\rm{ Bq}}\).
Vậy ý d sai.