SKKN Phương pháp nhận dạng và giải nhanh các bài tập về phóng xạ

SKKN Phương pháp nhận dạng và giải nhanh các bài tập về phóng xạ

Hiện tại tôi đang công tác tại Trường THPT Thường Xuân 3,Huyện Thường Xuân,Tỉnh Thanh Hóa.tôi chọn viết đề tài này với những lí do như sau:

 Hiện nay ngành giáo dục đang có những thay đổi rất lớn về việc giảng dạy của giáo viên cũng như việc học của học sinh,vì vậy cả giáo viên và học sinh đều phải cải tiến phương pháp dạy và học để tiếp cận với sự đổi mới này.

 Trong những năm gần đây và hiện tại bây giờ Bộ giáo dục có những thay đổi căn bản về việc thi cử của học sinh ,các em được tự chọn môn thi phù hợp với năng lực của mình,vì thế môn vật lý ở trường tôi các em thi rất ít,cả trường có 9 học sinh thi môn vật lý chiếm 4,34 %,học sinh khối 10 và khối 11 gần như không học vật lý nữa.Thiết nghĩ môn vật lý là môn khoa học úng dụng,rất thiết thực cho đời sống, khoa học và kĩ thuật.Ngày nay, trong thời đại công nghệ thông tin,khoa học và kĩ thuật phát triển hết sức mạnh mẽ và hiện đại thì môn vật lý không thể thiếu vì nó là cơ sở lí thuyết để tìm tòi ,phát hiện và hoàn thiện tất cả các sản phẩm trong đời sống khoa học và kĩ thuật. Nó hướng dẫn cho con người biết sữa chữa,sử dụng và phát minh ra những sản phẩm, những công cụ cần thiết phục vụ cho nhu cầu đời sống của con người,cho khoa học và kĩ thuật. Nếu cứ tình trạng như thế này thì đến một lúc nào đó học sinh sẽ không còn học môn vật lý nữa và đây cũng là hạn chế lớn nhất của người dân và học sinh trong qúa trình sử dụng các đồ dùng có liên quan đến kiến thức vật lý và cũng là điểm hạn chế cho sự phát triển của khoa học và kĩ thuật

 Vì những lí do quan trọng như trên tôi chọn viết đề tài nàygiúp các em nhận biết, giải nhanh các bài toán về phóng xạ trong vật lý hạt nhân từ đó nâng cao chất lượng học tập cho học sinh, từng bước tạo niềm yêu thích học môn vật lý cho các em.

 

doc 22 trang thuychi01 12663
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "SKKN Phương pháp nhận dạng và giải nhanh các bài tập về phóng xạ", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ 
TRƯỜNG THPT THƯỜNG XUÂN 3
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
PHƯƠNG PHÁP NHẬN DẠNG VÀ GIẢI NHANH 
CÁC BÀI TẬP VỀ PHÓNG XẠ
Người thực hiện: Bùi Thị Phượng 
Chức vụ: Giáo viên
SKKN thuộc lĩnh mực (môn): Vật lí
THANH HOÁ NĂM 2017
PHỤ LỤC
TT
Nội dung
Trang
1
Phần 1 . Mở đầu
2
2
Phần 2. Nội dung 
3
3
A. Kiến thức cơ bản
3
4
B. Phương pháp nhận dạng và giải nhanh các bài tập về phóng xạ
4
5
C.Đề kiểm tra về sự phóng xạ
16
6
Phần 3. Kết quả
20
7
Phần 4. Kết luận
20
8
Tài liệu tham khảo
21
I. MỞ ĐẦU
	1.1 Lý do chän ®Ò tµi.
 Hiện tại tôi đang công tác tại Trường THPT Thường Xuân 3,Huyện Thường Xuân,Tỉnh Thanh Hóa.tôi chọn viết đề tài này với những lí do như sau:
 Hiện nay ngành giáo dục đang có những thay đổi rất lớn về việc giảng dạy của giáo viên cũng như việc học của học sinh,vì vậy cả giáo viên và học sinh đều phải cải tiến phương pháp dạy và học để tiếp cận với sự đổi mới này.
 	Trong những năm gần đây và hiện tại bây giờ Bộ giáo dục có những thay đổi căn bản về việc thi cử của học sinh ,các em được tự chọn môn thi phù hợp với năng lực của mình,vì thế môn vật lý ở trường tôi các em thi rất ít,cả trường có 9 học sinh thi môn vật lý chiếm 4,34 %,học sinh khối 10 và khối 11 gần như không học vật lý nữa.Thiết nghĩ môn vật lý là môn khoa học úng dụng,rất thiết thực cho đời sống, khoa học và kĩ thuật.Ngày nay, trong thời đại công nghệ thông tin,khoa học và kĩ thuật phát triển hết sức mạnh mẽ và hiện đại thì môn vật lý không thể thiếu vì nó là cơ sở lí thuyết để tìm tòi ,phát hiện và hoàn thiện tất cả các sản phẩm trong đời sống khoa học và kĩ thuật. Nó hướng dẫn cho con người biết sữa chữa,sử dụng và phát minh ra những sản phẩm, những công cụ cần thiết phục vụ cho nhu cầu đời sống của con người,cho khoa học và kĩ thuật. Nếu cứ tình trạng như thế này thì đến một lúc nào đó học sinh sẽ không còn học môn vật lý nữa và đây cũng là hạn chế lớn nhất của người dân và học sinh trong qúa trình sử dụng các đồ dùng có liên quan đến kiến thức vật lý và cũng là điểm hạn chế cho sự phát triển của khoa học và kĩ thuật
	Vì những lí do quan trọng như trên tôi chọn viết đề tài nàygiúp các em nhận biết, giải nhanh các bài toán về phóng xạ trong vật lý hạt nhân từ đó nâng cao chất lượng học tập cho học sinh, từng bước tạo niềm yêu thích học môn vật lý cho các em. 
	Khi giảng dạy phần “vật lý hạt nhân” lớp 12 tôi nhận thấy hầu hết các em học sinh đều rất lúng túng khi làm các bài tập về “hiện tượng phóng xạ”
 	Lý do :Bởi đây là phần có nhiều dạng bài tập ,có nhiều công thức cần nhớ và việc áp dụng các công thức toán học tương đối phức tạp. Khó khăn lớn nhất của các em là việc xác định bài toán thuộc dạng nào để ra đưa phương pháp giải phù hợp cho việc giải bài toán đó 
	Mặt khác ,trong giai đoạn hiện nay khi mà hình thức thi trắc nghiệm được áp dụng trong các kỳ thi tôt nghiệp và tuyển sinh đại học cao đẳng ,yêu cầu về phương pháp giải nhanh và tối ưu cho các em là rất cấp thiết để các em có thể đạt được kết quả cao trong các kỳ thi đó
	1.2 Mục đích nghiên cứu
	- Giúp các em học sinh có thể nắm chắc kiến thức về sự phóng xạ, giải thông thạo va nhanh các dạng bài tập cơ bản về sự phóng xạ và có những kĩ năng tốt trong việc làm các bài tập trắc nghiệm về hiện tượng phóng xạ
	1.3 Đối tượng nghiên cứu
	- Học sinh lớp 12 ôn thi tôt nghiệp và thi tuyển sinh đại học cao đẳng
	1.4 Phương pháp nghiên cứu
	- Trình bày cơ sở lý thuyết về hiện tượng phóng xạ
	- Phương pháp nhận dạng và giải nhanh các dạng bài tập về hiện tượng phóng xạ
	- Các ví dụ minh hoạ cho từng dạng bài tập
	- Đưa ra các bài tập áp dụng trong từng dạng để học sinh luyện tập
	- Kiểm tra sự tiếp thu của học sinh bằng các đề ôn luyện
	- Đánh giá , điều chỉnh phương pháp cho phù hợp với từng đối tượng học sinh
	II. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
	2.1 cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm
	* Kiến thức cơ bản:
	1) Söï phoùng xaï
	1.1 Định nghĩa: Phóng xạ là quá trình phân hủy tự phát của một hạt nhân không bền vững(Tự nhiên hay nhân tạo).Quá trình phân hủy này kèm theo sự tạo ra các hạt và có thể kèm theo sự phát ra các bức xạ điện từ.Hạt nhân tự phân hủy gọi là hạt nhân mẹ,hạt nhân được tạo thành sau phân hủy gọi là hạt nhân con.
	* Phương trình: X Y + tia bức xạ điện từ
 	(Tia bức xạ điên từ gồm: Tia , , )
 	2) Định luật phóng xạ
	- Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi một thời gian T gọi là chu kỳ bán rã. Cứ sau mỗi chu kỳ này thì một nưa số nguyên tử của chất ấy biến đổi thành chất khác.
	-Biểu thức: N = No = No e-lt hay m = mo = mo e-lt ; l = 
 	3) Độ phóng xạ: Độ phóng xạ H của một lượng chất phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của lượng chất phóng xạ đó và được đo bằng số phân rã trong 1 giây. 
	- Độ phóng xạ H giảm theo thời gian với qui luật:
H = lN = lNo e-lt = Ho e-lt ; với Ho = lNo là độ phóng xạ ban đầu.
	- Đơn vị độ phóng xạ là Beccơren (Bq) hay Curi (Ci):
	1 Bq = 1phân rã/giây ; 1Ci = 3,7.1010 Bq.
 	4) Năng lượng phóng xạ
	A B + C
*)Năng lượng toả ra trong một phân rã
	+= (mA – mB – mC).c2
Với 	mA , mB ,mC là khối lượng các hạt nhân trước và sau tương tác
1u=931 MeV/c2 
+=931 (mA – mB – mC) (MeV)
	+=() c2= 931() (MeV)
Với 	 ,, là độ hụt khối các hạt nhân trước và sau tương tác
+=
Với ,, à năng lượng liên kết của các hạt nhân trước và sau tương tác
	5) Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
a) Định luật bảo toàn động lượng=+
	Hạt nhân A đứng yên phóng xạ : =+=0 => =-
Hạt B và C chuyển động ngược chiều nhau
PB=PC mC.vC= mB.vB =(1) 
(PB)2=(PC)2 
Mặt khác :P2=(m.v)2=m.v2.2m=2m.Wđ 2.mC.WC=2mB.WB = (2)
Ta có hệ phương trình: 	== (3)
b) Định luật bảo toàn năng lượng
	EA+WA=EB + WB + EC +WC EA- EB - EC = WB +WC -WA=
WA=0 	WB +WC =(4)
Trong đó: 	E =m .c2 là năng lượng nghỉ; W=m.v2 là động năng của hạt
2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 
- Trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm thì học sinh chưa có phương pháp giải cụ thể và nhanh mà chỉ giải theo hiểu biết và bằng trí thông minh, vì vậy để giải được một bài toán thì phải mất rất nhiều thời gian mà kết quả đạt được không như mong muốn, mặt khác hiện nay thi theo hình thức trắc nghiệm,thời gian thi 60phút mà số câu là 40 câu như vậy tính trung bình một câu chỉ được làm tối đa là 1,5phút .Vậy nếu giải bài tập mà không có phương pháp thì hiệu quả rất thấp và dẫn đến làm cho học sinh lo sợ và chán nản không dám học môn vật lí nữa.
- Để đạt được chất lượng như mong muốn thì nhất định học sinh phải nhận dạng được các bài toán và nắm chắc được phương pháp giải nhanh các bài toán này.
2.3 Các giải pháp sử dụng để giải quyết vấn đề
- Áp dụng cơ sở lí thuyết và phương pháp giải ở trên để giải các bài toán ví dụ có liên quan:
* Phương pháp nhận dạng và giải các dạng bài tập và ví dụ
I) Xác định các đại lượng đặc trưng cho sự phóng xạ
1)Phương pháp chung
1. Xác định số nguyên tử (khối lượng ) còn lại của chất phóng xạ sau thời gian phóng xạ t
- Số nguyên còn lại sau thời gian phóng xạ t: 	N=N0 =N0 . 
- Khối lượng còn lại sau thời gian phóng xạ t :m= m0. =m0 Với ==
- Số nguyên tử có trong m(g) lượng chất : (NA=6,023.1023 hạt/mol là sốAvôgađrô 
Chú ý: +Khi =n với n là một số tự nhiên thì áp dụng công thức N =N0 .; m= m0
+Khi là số thập phân thì áp dụng các công thức :N=N0 ; m= m0. 
 +Khi t << T thì áp dụng công thức gần đúng : =1-
2. Xác định số nguyên tử (khối lượng ) bị phóng xạ của chất phóng xạ sau thời gian phóng xạ t
- Khối lượng bị phóng xạ sau thời gian phóng xạ t : 
 m=m0-m=m0(1-)=m0(1-
Số nguyên tử bị phóng xạ sau thời gian phóng xạ t :
N=N0-N=N0(1-)=N0(1-)
Chú ý: +Phần trăm số nguyên tử (khối lượng) chất phóng xạ bị phóng xạ sau thời gian t phân rã là: %N=.100%=(1-).100% ; 
%m = .100% =(1-).100%
	+ Phần trăm số nguyên tử (khối lượng ) còn lại của chất phóng xạ sau thời gian t: %N = .100% = .100% ; %m = .100% = .100%
3. Xác định số nguyên tử (khối lượng ) hạt nhân mới tạo thành sau thời gian phóng xạ t
- Một hạt nhân bị phóng xạ thì sinh ra một hạt nhân mới ,do vậy số hạt nhân mới tạo thành sau thời gian phóng xạ t bằng số hạt nhân bị phóng xạ trong thời gian đó =N=N0-N=N0(1-)=N0(1-)
- Khối lượng hạt nhân mới tạo thành sau thời gian phóng xạ t:=
A’ là số khối của hạt nhân mới tạo thành
Chú ý:+Trong sự phóng xạ õ hạt nhân mẹ có số khối bằng số khối của hạt nhân con (A=A’ .Do vậy khối lượng hạt nhân mới tạo thành bằng khối lượng hạt nhân bị phóng xạ
	+ Trong sự phóng xạ ỏ thì A’=A- 4 => =(A- 4)
	4. Trong sự phóng xạ ỏ ,xác định thể tích (khối lượng) khí Heli tạo thành sau thời gian t phóng xạ.
- Một hạt nhân bị phóng xạ thì sinh ra một hạt ỏ ,do vậy số hạt ỏ tạo thành sau thời gian phóng xạ t bằng số hạt nhân bị phóng xạ trong thời gian đó.
	He=N=N0-N=N0(1-)=N0(1-)
- Khối lượng khí Heli tạo thành sau thời gian t phóng xạ:	mHe=4.
-Thể tích khí Heli được tạo thành(đktc) sau thời gian t phóng xạ: V=22,4.(l)
5. Xác định độ phóng xạ của một chất phóng xạ
	H=N=H0=H0 với H0= N0=.N0
	Đơn vị của độ phóng xạ Bp: 1phân rã /1s= 1Bq (1Ci=3,7.1010Bq)
 Chú ý: Khi tính H0 theo công thức H0= N0=.N0 thì phải đổi T ra đơn vị giây(s)
* Các bài toán ví dụ
Ví dụ 1: Côban là đồng vị phóng xạ phát ra tia và với chu kì bán rã T=71,3 ngày.1.. Xác định tỷ lệ phần trăm chất Co bị phân rã trong 1 tháng (30 ngày).
	2. Có bao nhiêu hạt được giải phóng sau 1h từ 1g chất Co tinh khiết.
Hướng dẫn 1. Tỷ lệ phần trăm chất Co bị phân rã trong 1 tháng (30 ngày).
-%C0=.100%=(1-).100%=(1-).100%= 25,3%
2. Số hạt được giải phóng sau 1h từ 1g chất Co tinh khiết 
=N0(1-)= (1-)=.6,023.1023.(1-)= 4,06.1018 hạt
Ví dụ 2: Phương trình phóng xạ của Pôlôni có dạng: 
	1.Cho chu kỳ bán rã của Pôlôni T=138 ngày. Giả sử khối lượng ban đầu m0=1g. Hỏi sau bao lâu khối lượng Pôlôni chỉ còn 0,707g?
	2. Tính độ phóng xạ ban đầu của Pôlôni. Cho NA=6,023.1023nguyên tử/mol.
Hướng dẫn 1.Tính t: = => t=== 69 ngày
	 2.Tính H0: H0= N0=.N0=..NA=..6,023.10 23 
	H0 = 1,667.1014 Bq
Ví dụ 3: Gọi là khoảng thời gian để số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm đi e lần (e là số tự nhiên với lne=1), T là chu kỳ bán rã của chất phóng xạ. Chứng minh rằng . Hỏi sau khoảng thời gian 0,51 chất phóng xạ còn lại bao nhiêu 
phần trăm lượng ban đầu ? Cho biết e0,51=0,6.
Hướng dẫn Ta có m/m= .t=1 .t=1 t=
	+= với t=0,51t=0,51. %=.100%= 60%
Ví dụ 4: Hạt nhân phóng ra một hạt , một photon và tạo thành .	Một nguồn phóng xạ có khối lượng ban đầu m0 sau 14,8 ngày khối lượng của nguồn còn lại là 2,24g. Hãy tìm :
1. m0
 2. Số hạt nhân Ra đã bị phân rã và khối lượng Ra bị phân rã ?
3.Khối lượng và số hạt nhân mới tạo thành ?
4.Thể tích khí Heli tạo thành (đktc) 
Cho biết chu kỳ phân rã của là 3,7 ngày và số Avôgađrô NA=6,02.1023mol-1.
Hướng dẫn 1.Tính m0 : m= m0 m0=m.=2,24.=2,24.24=35,84 g
	 2.- Số hạt nhân Ra đã bị phân rã :
N=N0(1-) =.NA(1-)=6,02.1023(1-2-4)
	N=0,903. 1023 (nguyên tử)
	-Khối lượng Ra đi bị phân rã : m=m0(1-)=35,84.(1-2-4)=33,6 g
	3. Số hạt nhân mới tạo thành : =N=N0(1-)=9,03.1023 hạt
	-Khối lượng hạt mới tạo thành: ==.220 =33g
4 Thể tích khí Heli tạo thành (đktc) : V=22,4.=22,4. =3,36 (lit)
I.3.Bài tập trắc nghiệm
	1. Chất phóng xạ iôt I có chu kì bán rã 8 ngày. Lúc đầu có 200g chất này. Sau 24 ngày, số gam iốt phóng xạ đã bị biến thành chất khác là
A. 50g.	B. 175g.	C. 25g.	D. 150g.
	2. Có 100g chất phóng xạ với chu kì bán rã là 7 ngày đêm. Sau 28 ngày đêm khối 
lượng chất phóng xạ đó còn lại là
A. 93,75g.	B. 87,5g.	C. 12,5g.	D. 6,25g.
	3. Chu kỳ bán rã của Co bằng gần 5 năm. Sau 10 năm, từ một nguồn Co có khối lượng 1g sẽ còn lại : 
	A. gần 0,75g.	 	B. hơn 0,75g một lượng nhỏ.	 
 C. gần 0,25g. 	 	D. hơn 0,25g một lượng nhỏ.
	4. Có thể tăng hằng số phóng xạ l của đồng vị phóng xạ bằng cách nào ?
A. Đặt nguồn phóng xạ đó vào trong từ trường mạnh.
B. Đặt nguồn phóng xạ đó vào trong điện trường mạnh.
C. Đốt nóng nguồn phóng xạ đó.
D. Hiện nay chưa có cách nào để thay đổi hằng số phóng xạ.
	5. Chu kì bán rã của chất phóng xạ Sr là 20 năm. Sau 80 năm có bao nhiêu phần trăm chất phóng xạ đó phân rã thành chất khác ?
A. 6,25%.	B. 12,5%.	C. 87,5%.	D. 93,75%.
	6. Trong nguồn phóng xạ P với chu kì bán rã 14 ngày có 3.1023 nguyên tử. Bốn tuần lễ trước đó số nguyên tử P trong nguồn đó là
A.3.1023 nguyên tử ;B.6.1023 nguyên tử ;C.12.1023nguyên tử.D.48.1023 nguyên tử.
	7. Côban phóng xạ Co có chu kì bán rã 5,7 năm. Để khối lượng chất phóng xạ giãm đi e lần so với khối lượng ban đầu thì cần khoảng thời gian
A. 8,55 năm.	B. 8,23 năm.	C. 9 năm.	D. 8 năm.
	8. Có 100g iôt phóng xạ I với chu kì bán rã là 8 ngày đêm. Tính khối lượng chất iôt còn lại sau 8 tuần lễ: A. 8,7g .B. 7,8g.	C. 0,87g.	D. 0,78g.
	9. Tìm độ phóng xạ của 1 gam Ra, biết chu kì bán rã của nó là 16622 năm (coi 1 năm là 365 ngày): A. 0,976Ci; B. 0,796C; C. 0,697Ci ; D. 0.769Ci.
	10. Ban đầu có 5 gam chất phóng xạ radon Rn với chu kì bán rã 3,8 ngày. Số nguyên tử radon còn lại sau 9,5 ngày là
A. 23,9.1021.	B. 2,39.1021.	C. 3,29.1021.	D. 32,9.1021.
	11. Hạt nhân là một chất phóng xạ, nó phóng xạ ra tia b- có chu kì bán rã là 5600năm. Sau bao lâu lượng chất phóng xạ của một mẫu chỉ còn bằng 1/8 lượng chất phóng xạ ban đầu của mẫu đó.
A. 16800 năm.	B. 18600 năm.	C. 7800 năm.	D. 16200 năm.
	12. Chu kì bán rã của là 4,5.109 năm. Lúc đầu có 1g nguyên chất. Tính độ 
phóng xạ của mẫu chất đó sau 9.109 năm.
A. 3,087.103Bq.	B. 30,87.103Bq. C. 3,087.105Bq. D. 30,87.105Bq.
	13. Coban () phóng xạ b- với chu kỳ bán rã 5,27 năm và biến đổi thành niken (Ni). Hỏi sau bao lâu thì 75% khối lượng của một khối chất phóng xạ phân rã hết : A. 12,54 năm.B. 11,45 năm.C. 10,54 năm.	 D. 10,24 năm.
	14. Phốt pho phóng xạ b- với chu kỳ bán rã T = 14,2 ngày. Sau 42,6 ngày kể từ thời điểm ban đầu, khối lượng của một khối chất phóng xạ còn lại là 2,5g. Tính khối lượng ban đầu của nó: 
	A. 15g .	B. 20g.	C. 25g.	D. 30g.
	15. Tìm khối lượng Poloni Po có độ phóng xạ 2 Ci. Biết chu kỳ bán rã là 138 ngày : 
A. 276 mg 	 B. 383 mg 	C. 0,442 mg 	D. 0,115 mg 
	16. Đồng vị phóng xạ Cu có chu kỳ bán rã 4,3 phút. Sau khoảng thời gian t = 12,9 phút, độ phóng xạ của đồng vị này giảm xuống bao nhiêu : 
A. 85 % 	B. 87,5 % 	C. 82, 5 % 	D. 80 % 
II) Tính chu kỳ bán rã của các chất phóng xạ
II.1) Phương pháp
1)Tính chu kỳ bán rã khi biết :
	a) Tỉ số số nguyên tử ban đầu và số nguyên tử còn lại sau thời gian phóng xạ t
	b)Tỉ số số nguyên tử ban đầu và số nguyên tử bị phân rã sau thời gian phóng xạ t
	c)Tỉ số độ phóng ban đầu và độ phóng xạ của chất phóng xạ ở thời điểm t
Phương pháp:
Tỉ số số nguyên tử ban đầu và số nguyên tử còn lại sau thời gian phóng xạ t
N=N0 => T=
b) Tỉ số số nguyên tử ban đầu và số nguyên tử bị phân rã sau thời gian phóng xạ t
N=N0(1-) =>=1- =>T=-
c)Tỉ số độ phóng ban đầu và độ phóng xạ của chất phóng xạ ở thời điểm t
H=H0=>T=
2)Tìm chu kì bán rã khi biết số hạt nhân ở các thời điểm t1 và t2
N1=N0 ;N2=N0 
= =>T = 
3)Tìm chu kì bán khi biết số hạt nhân bị phân rã trong hai thời gian khác nhau
 là số hạt nhân bị phân rã trong thời gian t1
Sau đó t (s) : là số hạt nhân bị phân rã trong thời gian t2=t1
-Ban đầu : H0= -Sau đó t(s) H= mà H=H0=> T=
4)Tính chu kì bán rã khi biết thể tích khí Heli tạo thành sau thời gian phóng xạ 
-Số hạt nhân Heli tạo thành :=NA là số hạt nhân bị phân N=N0(1-) = NA Mà N0=NA =>(1-) = => T=-
*) Các ví dụ
Ví dụ1: Silic là chất phóng xạ, phát ra hạt và biến thành hạt nhân X. Một mẫu phóng xạ ban đầu trong thời gian 5 phút có 190 nguyên tử bị phân rã, nhưng sau 3 giờ cũng trong thời gian 5 phút chỉ có 85 nguyên tử bị phân rã. Hãy xác định chu kỳ bán rã của chất phóng xạ.
Hướng dẫn -Ban đầu: Trong thời gian 5 phút có 190 nguyên tử bị phân rã
H0=190phân rã/5phút
-Sau t=3 giờ:Trong thời gian 5 phút có 85 nguyên tử bị phân rã.
H=85phân rã /5phút ; H=H0=>T=== 2,585 giờ
Ví dụ2: Để đo chu kỳ của một chất phóng xạ người ta cho máy đếm xung bắt đầu đếm từ thời điểm t0=0. Đến thời điểm t1=2 giờ, máy đếm được n1 xung, đến thời điểm t2=3t1, máy đếm được n2 xung, với n2=2,3n1. Xác định chu kỳ bán rã của chất phóng xạ này.
Hướng dẫn - Số xung đếm được chính là số hạt nhân bị phân rã:N=N0(1-)
-Tại thời điểm t1: N1= N0(1-)=n1
-Tại thời điểm t2 : N2= N0(1-)=n2=2,3n1
1-=2,3(1-) 1-=2,3(1-) 1 ++=2,3
+-1,3=0 => =x>0 
X2 +x-1,3= 0 => T= 4,71 h
Ví dụ3: Hạt nhân Pôlôni là chất phóng xạ ,sau khi phóng xạ nó trở thành hạt nhân chì bền .Dùng một mẫu Po nào đó ,sau 30 ngày ,người ta thấy tỉ số khối lượng của chì và Po trong mẫu bằng 0,1595.Tính chu kì bán rã của Po
Hướng dẫn Tính chu kì bán rã của Po: == =(1-)
T=-= = 138 ngày
Ví dụ 4:Ra224 là chất phóng xạ .Lúc đầu ta dùng m0=1g Ra224 thì sau 7,3 ngày ta thu được V=75cm3 khí Heli ở đktc .Tính chu kỳ bán rã của Ra224
Giải: 	
 T= -=-= 3,65 ngày 
II.3. Bài tập trắc nghiệm
	1. Sau thời gian t, độ phóng xạ của một chất phóng xạ b- giảm 128 lần. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là :
	A. 128t.	B. . 	C. .	 	D. t.
	2. Sau khoảng thời gian 1 ngày đêm 87,5% khối lượng ban đầu của một chất phóng xạ bị phân rã thành chất khác. Chu kì bán rã của chất phóng xạ đó là
A. 12 giờ.	B. 8 giờ.	C. 6 giờ.	D. 4 giờ.
3. Một gam chất phãng xạ trong 1s ph¸t ra 4,2.1013 hạt β-. Khối lượng nguyªn tử của chất phãng xạ nµy 58,933 u; lu = 1,66.10-27 kg. Chu kú b¸n r· cña chÊt phãng xạ này:
A. 1,78.108s.  	B.1,68.108s.  	C.1,86.108s. 	D.1,87.108 s.
4. Một mẫu phóng xạ ban đầu trong 5 phút có 196 nguyên tử bị phân rã, nhưng sau đó 5,2 giờ (Kể từ t = 0) cùng trong 5 phút chỉ có 49 nguyên tử bị phân rã. Chu kỳ bán rã của là 
A. 2,6 giờ ;	B. 3,3 giờ ;	C. 4,8 giờ ;	D. 5,2 giờ
	5. Chu kì bán rã của radon là T = 3,8 ngày. Hằng số phóng xạ của radon là 
A. 5,0669.10-5s-1. 	B. 2,112.10-6s-1. C. 2,1112.10-5s-1.	D. Một kết quả khác.
6) Một chất phóng xạ phát ra tia , cứ một hạt nhân bị phân rã cho một hạt . Trong thời gian 1 phút đầu chất phóng xạ phát ra 360 hạt , nhưng 6 giờ sau, kể từ lúc bắt đầu đo lần thứ nhất, trong 1 phút chất phóng xạ chỉ phát ra 45 hạt . Chu kỳ bán rã của chất phóng xạ này là: 
A. 1 giờ 	B. 2 giờ 	C. 3 giờ 	D. 4 giờ
7)Một lượng chất phóng xạ Radon có khối lượng ban đầu là . Sau 15,2 ngày thì độ phóng xạ của nó giảm 93,75%. Chu kỳ bán rã T của Radon là :
A. 14,5 ngày 	B. 1,56 ngày	 C. 1,9 ngày 	D. 3,8 ngày
8. Một chất phóng xạ phát ra tia , cứ một hạt nhân bị phân rã cho một hạt . Trong thời gian 1 phút đầu chất phóng xạ phát ra 360 hạt , nhưng 6 giờ sau , kể từ lúc bắt đầu đo lần thứ nhất , trong 1 phút chất phóng xạ chỉ phát ra 45 hạt . Chu kỳ bán rã của chất phóng xạ này là 
A. 1 giờ 	B. 2 giờ 	C. 3 giờ 	D. 4 giờ 
III) Tính tuổi của các mẫu vật cổ
III.1) Phương pháp
1)Nếu biết tỉ số khối lượng (số nguyên tử) còn lại và khối lượng (số nguyên tử) ban đầu của một lượng chất phóng xạ có trong mẫu vật cổ
= => t= ; = =>t= 
2) Nếu biết tỉ số khối lượng (số nguyên tử) bị phóng xạ và khối lượng (số nguyên tử) còn lại của một lượng chất phóng xạ có trong mẫu vật cổ
= =(1-) =>t=; = -1 => t= 
3)Nếu biết tỉ số khối lượng (số nguyên tử) còn lại của hai chất phóng xạ có trong mẫu vật cổ
; 
=> =>t= với ,
4)Tính tuổi của mẫu vật cổ dựa vào (Đồng hồ Trái Đất)
-Ở khí quyển ,trong thành phần tia vũ trụ có các nơtrôn chậm ,một nơtrôn gặp hạt nhân tạo nên phản ứng
 + + 
 là đồng vị phóng xạ với chu kỳ bán rã 5560 năm
- có trong điôxit cacbon .Khi thực vật sống hấp thụ CO2 trong không khí nên quá trình phân rã cân bằng với quá trình tái tạo 
-Thực vật chết chỉ còn quá trình phân rã ,tỉ lệ trong cây giảm dần
Do đó: +Đo độ phóng xạ của trong mẫu vật cổ => H
	+Đo độ phóng xạ của trong mẫu vật cùng loại ,cùng khối lượng của thực vật vừa mới chết =>H0 ; H=H0=> t= với T=5560 năm
-Động vật ăn thực vật nên việc tính toán tương tự 
III.2)Các ví dụ
Ví dụ 1 : Hiện nay trong quặng thiên nhiên có chứa cả và theo tỉ lệ nguyên tử là 140 :1. Giả sử ở thời điểm tạo thành Trái Đất, tỷ lệ trên là 1:1. Hãy tính tuổi của Trái Đất. Biết chu kỳ bán rã của là 4,5.109 năm. có chu kỳ bán rã 7,13.108năm
Giải: Phân tích : t=== 60,4 .108 (năm)
Ví dụ 2 :Thành phần đồng vị p

Tài liệu đính kèm:

  • docskkn_phuong_phap_nhan_dang_va_giai_nhanh_cac_bai_tap_ve_phon.doc