Bài 38: Năng lượng liên kết của hạt nhân, phản ứng hạ nhân
30 câu hỏi
Năng lượng liên kết riêng là
năng lượng cần để giải phóng một nuclôn ra khỏi hạt nhân
năng lượng cần để giải phóng một êlectron ra khỏi nguyên tử
năng lượng liên kết tính trung bình cho một nuclôn trong hạt nhân
là tỉ số giữa năng lượng liên kết và số hạt có trong nguyên tử
* Năng lượng liên kết hạt nhân X là năng lượng tỏa ra khi các nuclon riêng rẽ liên kết thành hạt nhân hoặc là năng lượng tối thiểu cần thiết để phá vỡ hạt nhân thành các nuclon riêng rẽ: DE = Dm.c2 = (m0 - m)c2
* Năng lượng liên kết riêng e (là năng lượng liên kết tính cho 1 nuclôn): e = ΔE/A.
Lưu ý: Năng lượng liên kết riêng là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững và ngược lại. Thực tế các hạt nhân có số khối A trong khoảng 50u đến 90u có năng lượng liên kết riêng lớn nhất (DE0 » 8,8MeV/1nucleon) nên bền hơn các hạt nhân có số khối ngoài khoảng.
Chọn đáp án C
Năng lượng liên kết của một hạt nhân
có thể có giá trị dương hoặc âm
càng lớn thì hạt nhân càng bền vững
có thể có giá trị bằng 0
tỉ lệ với khối lượng hạt nhân
* Năng lượng liên kết hạt nhân X là năng lượng tỏa ra khi các nuclon riêng rẽ liên kết thành hạt nhân hoặc là năng lượng tối thiểu cần thiết để phá vỡ hạt nhân thành các nuclon riêng rẽ: DE = Dm.c2 = (m0 - m)c2.
Do vậy năng lượng liên kết của một hạt nhân ≥ 0.
* Năng lượng liên kết riêng là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững và ngược lại.
Chọn đáp án C
Hạt nhân bền vững hơn nếu
có năng lượng liên kết riêng lớn hơn
có năng lượng liên kết riêng nhỏ hơn
có nguyên tử số (A) lớn hơn
có độ hụt khối nhỏ hơn
Năng lượng liên kết riêng là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững và ngược lại.
Chọn đáp án A
Lực hạt nhân là
lực từ
lực tương tác giữa các nuclôn
lực điện
lực điện từ
Lực hạt nhân không có cùng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn, nó là loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân (lực tương tác mạnh). Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (10-15 m).
Chọn đáp án B
Khi bắn phá hạt nhân nitơ 147N bằng nơtron thì tạo ra đồng vị Bo (115B) và một hạt
nơtron
proton
hạt α
nơtrinô
Ta có phương trình phản ứng hạt nhân: 10n + 147N → 115B + AZX
Áp dụng định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích ta được:
1 + 14 = 11 + A ⟹ A = 4
0 + 7 = 5 + Z ⟹ Z = 2.
Hạt nhân X là hạt α.
Chọn đáp án C
Trong phản ứng hạt nhân p + 199F → X + α, X là hạt nhân của nguyên tố
nitơ
nêon
cacbon
ôxi
Ta có phương trình phản ứng hạt nhân: 11p+ 199F → AZX + 42α
Áp dụng định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích ta được:
1 + 19 = A + 4 ⟹ A = 16
1 + 9 = Z + 2 ⟹ Z = 8.
Hạt nhân X là hạt Ôxi.
Chọn đáp án D
Gọi m là khối lượng, ∆m là độ hụt khối, A là số nuclôn của hạt nhân nguyên tử. Độ bền vững của hạt nhân được quyết định bởi đại lượng
m
∆m
m/A
∆m/A
Năng lượng liên kết riêng là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững và ngược lại.
Năng lượng liên kết riêng e (là năng lượng liên kết tính cho 1 nuclôn): e = ΔE/A.
Với ΔE = (m0 – m).c2 = ∆m.c2
Chọn đáp án D
Các phản ứng hạt nhân tuân theo định luật
bảo toàn số proton
bảo toàn số nơtron
bảo toàn số nuclôn
bảo toàn khối lượng
Các phản ứng hạt nhân tuân theo định luật:
- Bảo toàn số nuclôn (số khối).
- Bảo toàn điện tích (nguyên tử số).
- Bảo toàn động lượng.
- Bảo toàn năng lượng toàn phần.
Chọn đáp án C
Trong phản ứng hạt nhân 4019K → 4020Ca + X, X là hạt
nơtron
bêta trừ
bêta cộng
đơteri
Trong phản ứng hạt nhân 4019K → 4020Ca + AZX, ta có:
A = 40 – 40 = 0 và Z = 19 – 20 = -1, nên X là bêta trừ (e)
Chọn đáp án B
Chọn phát biểu đúng về phản ứng hạt nhân
Phản ứng hạt nhân là sự va chạm giữa hai nguyên tử
Phản ứng hạt nhân không làm thay đổi nguyên tử số của hạt nhân
Phản ứng hạt nhân là sự biến đổi của chúng thành những hạt nhân khác
Phóng xạ không phải là phản ứng hạt nhân
Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của các hạt nhân, phản ứng hạt nhân chia thành hai loại:
+ Phản ứng hạt nhân tự phát (phóng xạ): Quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác: A à C + D. (Trong đó: A: hạt nhân mẹ; C: hạt nhân con; D: tia phóng xạ (a, b, g))
+ Phản ứng hạt nhân kích thích: Quá trình các hạt nhân tương tác với nhau thành các hạt nhân khác.
A + B C + D
Chọn đáp án C
Biết khối lượng các hạt là mp = 1,00728 u, mn = 1,00867 u, me = 0,000549 u. Độ hụt khối của hạt nhân 126C là
12,09 u
0,0159 u
0,604 u
0,0957 u
Khối lượng hạt nhân 126C là:
mc = 12 - 6me = 12 - 6.0,000549 = 11,9967u
Nên có độ hụt khối Δmc = 6.1,00728u + 6.1,00867u - 11,9967u = 0,0957u
Chọn đáp án D
Cho khối lượng hạt nhân sắt 5626Fe là 55,9207 u, khối lượng êlectron là me = 0,000549 u. Khối lượng của nguyên tử sắt 5626Fe là
55,934974 u
55,951444 u
56,163445 u
55,977962 u
m = 55,9207 + 25.0,000549 = 55,934974 u
Chọn đáp án A
Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân α là 28,4 MeV của hạt nhân 168O là 128 MeV. Hạt nhân 168O bền vững hơn α vì
năng lượng liên kết của hạt nhân 168O lớn hơn hạt α
số khối hạt nhân 168O lớn hơn số khối hạt α
năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 168O lớn hơn hạt α
điện tích của hạt nhân 168O lớn hơn hạt α
Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân α là 28,4 MeV của hạt nhân 168O là 128 MeV. Hạt nhân 168O bền vững hơn α vì năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 168O lớn hơn hạt α.
Chọn đáp án C
Năng lượng liên kết của hạt nhân đơteri là 2,2 MeV và của 42He là 28 MeV. Nếu hai hạt nhân đơteri tổng hợp thành 42He thì năng lượng tỏa ra là
30,2 MeV
25,8 MeV
23,6 MeV
19,2 MeV
Q = (28,0 – 2,2.2) = 23,6 MeV
Chọn đáp án C
Năng lượng liên kết của các hạt nhân 42He; 21D; 14058Ce và 23592U lượt là 28,3 MeV ; 2,2 MeV ; 1183 MeV và 1786 MeV. Hạt nhân bền vững nhất là
14058Ce
42He
21D
23592U
Hạt nhân bền vững nhất là 14058Ce vì nó năng lượng liên kết riêng lớn nhất.
Chọn đáp án A
Khối lượng nguyên tử của 5626Fe là 55,934939 u. Biết khối lượng proton mp= 1,00728 u và mn = 1,0087. Lấy 1 = 931,5 MeV/c2. Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân 5626Fe là
7,49 MeV/nuclôn
7,95 MeV/ nuclôn
8,57 MeV/nuclôn
8,72 MeV/nuclôn
Chọn đáp án C
Năng lượng liên kết của các hạt nhân 42He; 14255Cs; 9040Zr và 23592U lần lượt là 28,4 MeV ; 1178 MeV ; 783 MeV và 1786 MeV. Hạt nhân bền vững nhất trong số các hạt nhân này là
14255Cs
42He
9040Zr
23592U
Năng lượng liên kết riêng của chúng lần lượt là: 7,1; 8,3; 8,7; 7,6 (MeV/nuclôn) ta thấy 9040Zr có năng lượng liên kết riêng lớn nhất nên bền vững nhất.
Chọn đáp án C
Dùng hạt α bắn phát hạt nhân 2713Al ta có phản ứng: 2713Al + α → 3015P + n. Biết mα = 4,0015 u; mAl = 26,974 u; mP = 29,970 u; mn = 1,0087 u; 1u = 931 MeV/c2. Tốc độ tối thiểu của hạt α để phản ứng trên xảy ra là
1,44.107 m/s
1,2.107 m/s
7,2.106 m/s
6.106 m/s
Để phản ứng trên xảy ra thì động năng của hạt α bắn vào phải tối thiểu bằng năng lượng của phản ứng.
Suy ra: Kα = (mP + mn).c2 - (mAl + mα).c2 = 2,9792 MeV
Từ đó tìm được: vα ≈ 1,2.107 m/s
Chọn đáp án B
Biết khối lượng hạt nhân 126Clà mC = 11,9967 u, mα = 4,0015 u. Cho 1uc2 = 931,5 MeV. Năng lượng tối thiểu để phân chia hạt nhân 126C thành ba hạt α là
6,27 MeV
7,27 MeV
8,12 MeV
9,46 MeV
Năng lượng tối thiểu để phân chia hạt nhân 126C thành ba hạt α là:
∆E = (3.mα – mC).c2 = 7,27 MeV
Chọn đáp án B
Người ta dùng photon bắn phá hạt nhân 94Be đứng yên. Phản ứng cho ta hạt α và hạt nhân X. Biết động năng của photon là Wđp = 5,45 MeV, của hạt α là Wđα= 4 MeV, vận tốc của photon và của hạt α vuông góc nhau. Động năng của hạt X là
2,125 MeV
7,575 MeV
3,575 MeV
5,45 MeV
Chọn đáp án C
Phản ứng hạt nhân tuân theo những định luật bảo toàn nào sau đây?
(I) Khối lượng
(II) Số khối
(III) Động năng
Chỉ (I)
Cả (I) , (II) và (III)
Chỉ (II)
Chỉ (II) và (III)
Có 4 định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân, gồm
- Bảo toàn số nuclôn (số khối): A1 + A2 = A3 + A4
- Bảo toàn điện tích (nguyên tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4
- Bảo toàn động lượng và - Bảo toàn năng lượng toàn phần
Chọn đáp án C
Trong các phản ứng sau, phản ứng nào là phản ứng hạt nhân nhân tạo đầu tiên?
Phản ứng hạt nhân nhân tạo đầu tiên 42He +147N → 178O +11H do Rơ-dơ-pho thực hiện năm 1919.
Chọn đáp án A
Phản ứng hạt nhân nào sau đây không đúng?
Phản ứng A sai vì 63Li
Chọn đáp án A
Trong phản ứng hạt nhân: 2512Mg + X → 2211Na + α và 105B + Y → α + 84Be. Thì X và Y lần lượt là:
proton và electron
electron và đơtơri
proton và đơrơti
triti và proton
Áp dụng định luật bảo toàn số nuclon và bảo toàn điện tích trong phản ứng hạt nhân.
Chọn đáp án B
Đối với phản ứng hạt nhân thu năng lượng, phát biểu nào sau đây là sai?
Tổng động năng của các hạt trước phản ứng lớn hơn tổng động năng của các hạt sau phản ứng
Tổng năng nghỉ trước phản ứng nhỏ hơn tổng năng lượng nghỉ sau phản ứng
Các hạt nhân sinh ra bền vững hơn cá hạt nhân tham gia trước phản ứng
Tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân sau phản ứng lớn hơn tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng
A. Phát biểu đúng,vì theo định luật bảo toàn năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân KTrước > Ksau →∆E = Ksau - Ktrước <0
B. Phát biểu đúng, vì năng lượng nghỉ của phản ứng:∆E= (mtrước .c2 - msau.c2 ) < 0
C. Phát biểu sai,vì các hạt nhân sinh ra chưa thể khẳng định là bền vững hơn các hạt nhân tham gia trước phản ứng
D. Phát biểu đúng , tương tự như câu B
Chọn đáp án C
Trong phương trình phản ứng hạt nhân A + B → C + D; gọi m0 = mA + mB , m = mC + mD là tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân tương tác và tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân sản phẩm. Phản ứng hạt nhân là tỏa năng lượng khi:
m > m0
m < m0
m = m0
m = 2m0
Năng lượng của phản ứng hạt nhân DE là: DE = (m0 - m)c2. DE > 0 toả năng lượng → m0 > m
Chọn đáp án B
Trong phương trình phản ứng hạt nhân A + B → C + D; gọi mA , mB, mC, mD là khối lượng mỗi hạt nhân. KA, KB , KC , KD là động năng của mỗi hạt nhân. W = Δm.c2 = (mtrước – msau)c2 = [(mA + mB) – (mC + mD)].c2 là năng lượng của phản ứng. Tìm hệ thức đúng
W = (KC + KB) – (KA + KD)
W = (KC + KA ) – (KB + KD)
W = (KC + KD) – (KA + KB)
W = (KA + KB) – (KC + KD)
Áp dụng định luật bảo toàn năng lượng ta có: mA.c2 + KA + mB.c2 + KB = mC.c2 + KC + mD.c2 + KD → W =[(mA + mB) – (mC + mD)].c2 = (KC + KD) – (KA + KB)
Chọn đáp án C
Trong phương trình phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng: A + B → C + D; gọi m0 = mA + mB , m = mC + mD là tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân tương tác và tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân sản phẩm. Wđs là tổng động năng của các hạt nhân sản phẩm. Năng lượng cần phải cung cấp cho các hạt nhân A, B dưới dạng động năng là
E = (m – m0)/c2 + Wđs
E = (m– m0)c2 + Wđs
E = (m+ m0)c2 + Wđ
E = (m + m0)c2 - Wđ
Ta có [(mA + mB) – (mC + mD)].c2 = (KC + KD) – (KA + KB)
↔ (m0 – m).c2 = Wđs – Wđ cung cấp → Wđ cung cấp = (m– m0)c2 + Wđs
Chọn đáp án B
23892U sau một số lần phân rã a và b- biến thành hạt nhân bền là 20682Pd. Hỏi quá trình này đã phải trải qua bao nhiêu lần phân rã a và b-?
6 lần phần rã a và 8 lần phân rã b-
8 lần phân rã a và 6 lần phân rã b-
32 lần phân rã a và 10 lần phân rã b-
10 lần phân rã a và 82 lần phân rã b-
Chọn đáp án B
Trong dãy phân rã phóng xạ 23892U → 20782Y có bao nhiêu hạt α và β- được phát ra
3α và 4 β-
7α và 4 β-
4α và 7 β-
7α và 2β-
Chọn đáp án B
