Lý thuyết và bài tập Phản ứng hạt nhân môn Vật Lý 12 năm 2021

LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

 1. Phản ứng hạt nhân

+ Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân.

+ Phản ứng hạt nhân thường được chia thành hai loại:

- Phản ứng tự phân rã một hạt nhân không bền vững thành các hạt khác.

- Phản ứng trong đó các hạt nhân tương tác với nhau, dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt khác.

Phản ứng hạt nhân dạng tổng quát: A + B  → C + D

Trong trường hợp phóng xạ: A → B + C

2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân

+ Định luật bảo toàn số nuclôn (số khối A) : Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng số nuclôn của các hạt sản phẩm.

+ Định luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số điện tích của các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích của các hạt sản phẩm.

+ Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần (bao gồm động năng và năng lượng nghỉ): Tổng năng lượng toàn phần của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn phần của các hạt sản phẩm.

+ Định luật bảo toàn động lượng: Véc tơ tổng động lượng của các hạt tương tác bằng véc tơ tổng động lượng của các hạt sản phẩm.

3. Năng lượng trong phản ứng hạt nhân

Xét phản ứng hạt nhân:                 A + B  → C + D.

Gọi m_o = m_A + m_B và m = m_C + m_D. Ta thấy m₀ ¹ m.

+ Khi m₀ > m: Phản ứng tỏa ra một năng lượng: W = (m₀ – m)c².

Năng lượng tỏa ra này thường gọi là năng lượng hạt nhân. Các hạt nhân sinh ra có độ hụt khối lớn hơn các hạt nhân ban đầu, nghĩa là các hạt nhân sinh ra bền vững hơn các hạt nhân ban đầu.

+ Khi m₀ < m: Phản ứng không thể tự nó xảy ra. Muốn cho phản có thể xảy ra thì phải cung cấp cho các hạt A và B môït năng lượng W dưới dạng động năng. Vì các hạt sinh ra có động năng W_đ nên năng lượng cần cung cấp phải thỏa mãn điều kiện: W = (m – m₀)c² + W_đ. Các hạt nhân sinh ra có độ hụt khối nhỏ hơn các hạt nhân ban đầu, nghĩa là các hạt nhân sinh ra kém bền vững hơn các hạt nhân ban đầu.

Câu 1: Cho phản ứng hạt nhân: \({}_1^3H + {}_1^2H \to {}_2^4He + {}_0^1n + 17,6MeV\). Tính năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 gam khí heli.

A. 4,24.10¹¹ (J).        

B. 4,24.10¹² (J).       

C. 4,24.10¹³ (J).       

D. 4,24.10¹⁴ (J).

Câu 2: Cho phản ứng hạt nhân \({}_4^9Be + {}_1^1H \to {}_2^4He + {}_3^6Li\). Xác định năng lượng tỏa ra hoặc thu vào. Biết m_Be = 9,01219 u; m_p = 1,00783 u; m_Li = 6,01513 u;  m_X = 4,0026 u; 1u = 931,5 MeV/c².

A. Tỏa 2,132MeV.                           

B. Thu 2,132MeV.   

C. Tỏa 3,132MeV.                           

D. Thu 3,132MeV.

Câu 3: Cho phản ứng hạt nhân \({}_{17}^{37}Cl + p \to {}_{18}^{37}Ar + n\), khối lượng của các hạt nhân là m(Ar) = 36,956889u, m(Cl) = 36,956563u, m(n) = 1,008670u, m(p) = 1,007276u, 1u = 931,5MeV/c². Năng lượng mà phản ứng này toả ra hoặc thu vào là bao nhiêu?

A. Toả ra 1,60132MeV.                              

B. Thu vào 1,60218MeV.

C. Toả ra 2,562112.10^-19J.             

D. Thu vào 2,562112.10^-19J.

Câu 4: Cho phản ứng hạt nhân \(\alpha  + {}_{13}^{27}Al \to {}_{15}^{30}P + n\), khối lượng của các hạt nhân là m  = 4,0015u, m_Al = 26,97435u, m_P = 29,97005u, m_n = 1,008670u, 1u = 931,5Mev/c². Năng lượng mà phản ứng này là?

A. Toả ra 4,275152MeV.                

B. Thu vào 2,673405MeV.

C. Toả ra 4,275152.10^-13J.             

D. Thu vào 2,67197.10^-13J.

Câu 5: Cho phản ứng hạt nhân \({}_1^3H + {}_1^2H \to \alpha  + n + 17,6MeV\), N_A = 6,02.10²³. Năng lượng toả ra khi tổng hợp được 1g khí hêli là bao nhiêu?

A. 423,808.10³J.      

B. 503,272.10³J.      

C. 423,808.10⁹J.      

D. 503,272.10⁹J.

...

ĐÁP ÁN

-(Nội dung các câu tiếp theo của phần bài tập, các em vui lòng xem tại online hoặc tải về)-

Trên đây là trích dẫn một phần nội dung tài liệu Lý thuyết và bài tập Phản ứng hạt nhân môn Vật Lý 12 năm 2021. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.

Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.