Phương trình phản ứng hạt nhân: ${}_{Z1}^{A1}A+{}_{Z2}^{A2}B\to {}_{Z3}^{A3}X+{}_{Z4}^{A4}Y$
Xác định tên của các hạt nhân bằng cách dựa vào hai định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối: $\left\{ \begin{array}{} {{A}_{1}}+{{A}_{2}}={{A}_{3}}+{{A}_{4}} \\ {} {{Z}_{1}}+{{Z}_{2}}={{Z}_{3}}+{{Z}_{4}} \\ \end{array} \right.$.
BÀI TẬP LUYỆN TẬP DẠNG 1
|
Bài tập 1: Cho hạt prôtôn bắn vào các hạt nhân ${}_{4}^{9}Be$ đang đứng yên, người ta thấy các hạt tạo thành gồm ${}_{2}^{4}He$ và hạt nhân X. Hạt nhân X có cấu tạo gồm A. 3 prôtôn và 3 nơtrôn B. 3 prôtôn và 6 nơtrôn C. 2 prôtôn và 2 nơtrôn D. 2 prôtôn và 3 nơtrôn |
Lời giải chi tiết:
Phương trình phản ứng hạt nhân: ${}_{1}^{1}p+{}_{4}^{9}Be\xrightarrow{{}}{}_{2}^{4}He+{}_{Z}^{A}X$
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích: $1+4=2+Z\Rightarrow Z=3$
Áp dụng định luật bảo toàn số khối: $1+9=4+A\Rightarrow A=6$
Vậy hạt nhân X có kí hiệu là ${}_{3}^{6}X$, và X là hạt nhân ${}_{3}^{6}Li$
Hạt nhân X có 3 prôtôn và $[6-3]=3$ nơtrôn. Chọn A.
|
Bài tập 2: Cho phản ứng hạt nhân ${}_{Z}^{A}B\xrightarrow{{}}{}_{Z+1}^{A}B+X$, X là A. hạt $\alpha $. B. hạt ${{\beta }^{-}}$. C. hạt ${{\beta }^{+}}$. D. hạt phôtôn. |
Lời giải chi tiết:
Bảo toàn điện tích: $Z=Z+1+{{Z}_{X}}\Rightarrow {{Z}_{X}}=1$
Bảo toàn số khối: $A=A+{{A}_{X}}\Rightarrow {{A}_{X}}=0\Rightarrow X={}_{1}^{0}{{\beta }^{+}}$. Chọn C.
|
Bài tập 3: Urani 238 sau một loạt phóng xạ α và biến thành chì. Phương trình của phản ứng là: ${}_{92}^{238}U\xrightarrow{{}}{}_{82}^{206}Pb+x{}_{2}^{4}He+y{}_{-1}^{0}{{\beta }^{-}}$. y có giá trị là A. y = 4. B. y = 5. C. y = 6. D. y = 8. |
Lời giải chi tiết:
Bảo toàn điện tích và số khối, ta được hệ phương trình:
$\left\{ \begin{array}{} 4x+0.y=238-206=32 \\ {} 2x+[-1].y=92-82=10 \\ \end{array} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{} x=8 \\ {} 2x-y=10 \\ \end{array} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{} x=8 \\ {} y=6 \\ \end{array} \right.$. Chọn C.
|
Bài tập 4: Trong phản ứng sau đây: $n+{}_{92}^{235}U\xrightarrow{{}}{}_{42}^{95}Mo+{}_{57}^{139}La+2X+7{{\beta }^{-}}$. Hạt X là A. Electrôn. B. Prôtôn. C. Hêli. D. Nơtrôn. |
Lời giải chi tiết:
Điện tích và số khối của các tia và hạt còn lại trong phản ứng: ${}_{0}^{1}n;{}_{-1}^{0}\beta $.
Phương trình phản ứng là: ${}_{0}^{1}n+{}_{92}^{235}U\xrightarrow{{}}{}_{42}^{95}Mo+{}_{57}^{139}La+2X+7{}_{-1}^{0}{{\beta }^{-}}$
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối ta được: 2 hạt X có
$\left\{ \begin{array}{} 2Z=0+92-42-57-7[-1]=0 \\ {} 2A=1+235-95-139-7.0=2 \\ \end{array} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{} Z=0 \\ {} Z=1 \\ \end{array} \right.\Rightarrow X\text{ }$là $_{0}^{1}n$ Chọn D.
|
Bài tập 5: Sau bao nhiêu lần phóng xạ α và bao nhiêu lần phóng xạ β- thì hạt nhân ${}_{90}^{232}Th$ biến đổi thành hạt nhân ${}_{82}^{208}Pb$? A. 4 lần phóng xạ α; 6 lần phóng xạ β-. B. 6 lần phóng xạ α; 8 lần phóng xạ β-. C. 8 lần phóng xạ α; 6 lần phóng xạ β-. D. 6 lần phóng xạ α; 4 lần phóng xạ β-. |
Lời giải chi tiết:
Phương trình phản ứng: ${}_{90}^{232}Th\xrightarrow{{}}{}_{82}^{208}Pb+x{}_{2}^{4}He+y{}_{-1}^{0}\beta $
Áp dụng định luật bảo toàn điện tích và số khối, ta được:
$\left\{ \begin{array}{} 4x+0.y=232-208=24 \\ {} 2x+[-1].y=90-82=8 \\ \end{array} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{} x=6 \\ {} 2x-y=8 \\ \end{array} \right.\Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{} x=6 \\ {} y=4 \\ \end{array} \right.$.
Vậy có 6 hạt $\alpha $ và 4 hạt ${{\beta }^{-}}$. Chọn D.
DẠNG 2: NĂNG LƯỢNG CỦA PHẢN ỨNG HẠT NHÂN.
PHƯƠNG PHÁP GIẢI
Phương trình phản ứng hạt nhân: ${}_{Z1}^{A1}A+{}_{Z2}^{A2}B\to {}_{Z3}^{A3}X+{}_{Z4}^{A4}Y$
Năng lượng của phản ứng hạt nhân:
$\Delta E=[{{m}_{0}}-m].{{c}^{2}}$
$\Delta E=[\Delta m-\Delta {{m}_{0}}].{{c}^{2}}=\left[ [\Delta {{m}_{3}}+\Delta {{m}_{4}}]-[\Delta {{m}_{1}}+\Delta {{m}_{2}}] \right]{{c}^{2}}$
$\Delta E=\Delta {{E}_{1k}}-\Delta {{E}_{1k0}}=[\Delta {{E}_{\ell k3}}+\Delta {{E}_{\ell k4}}]-[\Delta {{E}_{\ell k1}}+\Delta {{E}_{\ell k2}}]=[{{A}_{3}}.{{\varepsilon }_{3}}+{{A}_{4}}.{{\varepsilon }_{4}}]-[{{A}_{1}}.{{\varepsilon }_{1}}+{{A}_{2}}.{{\varepsilon }_{2}}]$
$\Delta E=K-{{K}_{0}}=[{{K}_{3}}+{{K}_{4}}]-[{{K}_{1}}+{{K}_{2}}]$.
+] Nếu $\Delta E>0\Rightarrow $phản ứng tỏa năng lượng.
+] Nếu $\Delta E0\Rightarrow $ phản ứng hạt nhân này tỏa năng lượng. Chọn B.
|
Bài tập 7: Cho phản ứng hạt nhân ${}_{13}^{27}Al+\alpha \xrightarrow{{}}{}_{15}^{30}P+n$, trong đó khối lượng các hạt tham gia và tạo thành trong phản ứng là ${{m}_{\alpha }}=4,0016u;{{m}_{Al}}=26,9743u;{{m}_{P}}=29,9701u;{{m}_{n}}=1,0087u$; và $1u=931,5MeV/{{c}^{2}}$. Phản ứng hạt nhân này A. thu vào 2,7 MeV. B. tỏa ra 2,7 MeV. C. thu vào 4,3 MeV. D. tỏa ra 4,3 MeV. |
Lời giải chi tiết:
Phương trình phản ứng: ${}_{13}^{27}Al+\alpha \xrightarrow{{}}{}_{15}^{30}P+n$
Năng lượng của phản ứng: $\Delta E=[{{m}_{Al}}+{{m}_{\alpha }}-{{m}_{P}}-{{m}_{n}}]{{c}^{2}}$
$\Leftrightarrow \Delta E=[26,9743+4,0016-29,9701-1,0087].931,5$
$\Leftrightarrow \Delta E=-2,7MeV