hiện tượng phóng xạ

C. hiện tượng phóng xạ xảy ra không phụ thuộc vào các tác động lí hóa bên ngoài. D. các tia phóng xạ đều bị lệch trong điện trường hoặc từ trường. A. nhiệt độ càng cao thì sự phóng xạ xảy ra càng mạnh. B. khi được kích thích bởi các bức xạ có bước sóng ngắn Phát minh ra hiện tượng phóng xạ và điện tử bác bỏ quan niệm triết học nào về vật chất? A. Quan niệm duy vật siêu hình về vật chất. B. Quan niệm duy tâm về vật chất cho nguyên tử không tồn tại. C. Quan niệm duy vật biện chứng về vật chất. Năm 1901, Rutherford và nhà hóa học Frederick Soddy phát hiện nguyên tố phóng xạ có thể phân rã thành một nguyên tố khác. Khám phá này mang lại cho Rutherford giải thưởng Nobel Hóa học năm 1908. Nhưng trong suốt sự nghiệp nghiên cứu khoa học, Rutherford thường nói về mình là một nhà vật lý, không phải nhà hóa học. Phát hiện hạt nhân nguyên tử Vay Tiền Nhanh Chỉ Cần Cmnd. Năm 1896 Béc-cơ-ren Becquerel tìm ra hiện tượng muối urani phát ra những tia có thể tác dụng lên kính ảnh và chứng minh được rằng đó không phải là hiện tượng phát tia Rơn-ghen hay hiện tượng lân quang. Ông đặt tên hiện tượng này là Phóng bài viết này chúng ta cùng tìm hiểu hiện tượng phóng xạ xảy ra như thế nào? nó chứng minh điều gì? Định luật phóng xạ phát biểu ra sao, Công thức tính Định luật phóng xạ và Chu kỳ bán rã được viết thế nào? Từ phát hiện phóng xạ của Béc-cơ-ren, hai ông bà Pi-e Quy-ri Curie và Ma-ri Quy-ri lại tìm thêm được hai chất phóng xạ là pôlôni và rađi, trong đó rađi có tính phóng xạ mạnh hơn nhiều so với urani, sau đó người ta tìm ra hiện tượng phóng xạ nhân tạo. I. Hiện tượng phóng xạ 1. Hiện tượng phóng xạ là gì? - Định nghĩa Phóng xạ là quá trình phân rã tự phát của một hạt nhân không bền vững tự nhiên hay nhân tạo. Quá trình phân rã 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 rã gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân được tạo thành sau phân rã gọi là hạt nhân con. 2. Các dạng phóng xạ a Phóng xạ anpha α - Phản ứng phóng xạ α - Tia α là dòng hạt nhân chuyển động với tốc độ 20000 km/s. Quãng đường đi được của tia α trong không khí chừng vài xentimét và trong vật rắn chừng vài micromét. b Phóng xạ beta trừ β- - Phản ứng phóng xạ β- - Phóng xạ β- là quá trình phát ra tia β-. Tia β- là dòng các electron c Phóng xạ beta cộng β+ - Phản ứng phóng xạ β+ - Phóng xạ β+ là quá trình phát ra tia β+. Tia β+ là dòng các pôzitron . Pô zitron có điện tích +e và khối lượng bằng khói lượng electron. Nó là phản hạt của electron. - Các hạt và chuyển động với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng, tạo thành các tia β- và β+. Các tia này có thể truyền được vài mét trong không khí và vài milimét trong kim loại. d Phóng xạ gamma γ - Một số hạt nhân con sau quá trình phóng xạ α hay β+, β- được tạo ra ở trạng thái kích thích chuyển về trạng thái có mức năng lượng thấp hơn và phát ra bức xạ γ, gọi là tia γ. - Các tia γ đi được vài mét trong bêtông và vài xentimét trong chì. II. Định luật phóng xạ 1. Đặc tính của quá trình phóng xạ - Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân. - Có tính tự phát và không điều khiển được không phụ thuộc nhiệt độ, áp suất,... - Là một quá trình ngẫu nhiên không có thời gian phân rã xác định. 2. Định luật phóng xạ - Phát biểu định luật phóng xạ Đặc trưng cho mỗi chất phóng xạ là thời gian T, gọi là chu kỳ bán rã. Cứ sau khoảng thời gian 1 chu kỳ bán rã T thì một nửa lượng chất phóng xạ đã bị phân rã biến thành chất khác. - Công thức định luật phân rã phóng xạ N = N0e-λt Với là hằng số phóng xạ; Suy ra số hạt nhân phân rã 3. Chu kì bán rã - Định nghĩa Chu kì bán rã là thời gian qua đó số lượng các hạt nhân còn lại 50% nghĩa là phân rã 50%. - Công thức chu kỳ bán rã T - Dưới đây là bảng chu kỳ bán rã của một số chất phóng xạ Bảng chu kỳ bán rã của một số chất phóng xạ III. Đồng vị phóng xạ nhân tạo - Ngoài các đồng vị phóng xạ có sẵn trong tự nhiên, người ta cũng chế tạo được nhiều đồng vị phóng xạ, gọi là đồng vị phóng xạ nhân tạo. 1. Phóng xạ nhân tạo và phương pháp nguyên tử đánh dấu - Người ta tạo ra các hạt nhân phóng xạ của các nguyên tố X bình thường không phải là chất phóng xạ theo sơ đồ tổng quát sau - là đồng vị phóng xạ của X. Khi trộn lẫn với các hạt nhân bình thường không phóng xạ, các hạt nhân phóng xạ được gọi là các nguyên tử đánh dấu, cho phép ta khảo sát sự tồn tại, sự phân bố, sự chuyển vận của nguyên tố X. - Phương pháp nguyên tử đánh dấu có nhiều ứng dụng quan trọng trong sinh học, hóa học, y học,... Trong y học người ta đưa các đồng vị khác nhau vào cơ thể để theo dõi sự xâm nhập và di chuyển của nguyên tố nhất định trong cơ thể người để theo dõi tình trạng bệnh lý. 2. Đồng vị 14C , đồng hồ của Trái Đất - là một đồng vị phóng xạ β-, chu kì bán rã 5730 năm. Tỉ lệ C trong cácbon điôxít CO2 của khí quyển là 10-6%. - Bằng cách so sánh độ phóng xạ của mẫu cây tươi và mẫu cây đã chết cùng loại và cùng khối lượng ta có thể xác định được thời gian từ lúc cây ấy chết cho đến nay. Điều này được ứng dụng trong ngành khảo cổ học để xác định niên đại của các cổ vật. - Đơn vị của độ phóng xạ là becơren Bq và curi Ci 1Bq = 1 phân rã/s. IV. Bài tập vận dụng định luật phóng xạ và chu kỳ bán rã * Bài 1 trang 194 SGK Vật Lý 12 Một hạt nhân phóng xạ α, β-, β+, γ hãy hoàn chỉnh bảng sau ° Lời giải bài 1 trang 194 SGK Vật Lý 12 - Ta có bảng sau Phóng xạ Z A Thay đổi Không đổi Thay đổi Không đổi α Giảm 2 Giảm 4 β- Tăng 1 x β+ Giảm 1 x γ x x * Bài 2 trang 194 SGK Vật Lý 12 Chọn câu đúng. Quá trình phóng xạ hạt nhân. A. thu năng lượng B. tỏa năng lượng C. không thu, không tỏa năng lượng D. có trường hợp thu, có trường hợp tỏa năng lượng. ° Lời giải bài 2 trang 194 SGK Vật Lý 12 ◊ Chọn đáp án B. tỏa năng lượng - Quá trình phóng xạ hạt nhân tỏa năng lượng. Trong phản ứng toả năng lượng các hạt sinh ra có độ hụt khối lớn hơn nên bền vững hơn. Các hiện tượng phóng xạ, phân hạch, nhiệt hạch luôn là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng. * Bài 3 trang 194 SGK Vật Lý 12 Trong số các tia α, β-, β+, γ tia nào đâm xuyên mạnh nhất? Tia nào đâm xuyên yếu nhất? ° Lời giải bài 3 trang 194 SGK Vật Lý 12 - Khả năng đâm xuyên tia γ là mạnh nhất vì bước sóng ngắn nhất, năng lượng lớn nhất. - Khả năng đâm xuyên tia α là yếu nhất vì bước sóng dài nhất, năng lượng nhỏ nhất. * Bài 4 trang 194 SGK Vật Lý 12 Quá trình phóng xạ nào không có sự thay đổi cấu tạo hạt nhân? A. Phóng xạ α B. Phóng xạ β- C. Phóng xạ β+ D. Phóng xạ γ ° Lời giải bài 4 trang 194 SGK Vật Lý 12 ◊ Chọn đáp án D. Phóng xạ γ a Phóng xạ α - Hạt nhân con ở vị trí lùi hai ô so với hạt nhân mẹ b Phóng xạ β- - Hạt nhân con ở vị trí tiến một ô so với hạt nhân mẹ c Phóng xạ β+ - Hạt nhân con ở vị trí lùi một ô so với hạt nhân mẹ d Phóng xạ γ - Tia γ có bản chất là sóng điện từ nên không có sự biến đổi hạt nhân. * Bài 5 trang 194 SGK Vật Lý 12 Hãy chọn câu đúng. Trong quá trình phóng xạ, số lượng hạt phân hủy giảm đi vào thời gian t theo quy luật A. -αt + β α,β>0 B. C. ° Lời giải bài 5 trang 194 SGK Vật Lý 12 ◊ Chọn đáp án - Số lượng hạt nhân giảm theo hàm mũ N = PHÓNG XẠ 1. Hiện tượng phóng xạ a. Định nghĩa + Hiện tượng một hạt nhân không bề vững tự phát phân rã phát ra các tia phỏng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác là hiện tượng phóng xạ. + Quá trình phân rã phóng xạ chỉ do các nguyên nhân bên trong gây ra và hoàn toàn không chịu tác động của các yếu tố thuộc môi trường ngoài như nhiệt độ, áp suất... + Người ta quy ước gọi hạt nhân phóng xạ là hạt nhân mẹ và hạt nhân sản phấm phân rã là hạt nhân con. b. Các dạng phóng xạ + Phóng xạ α \_Z^AX \to _{Z - 2}^{A - 4}Y + _2^4He\ . Dạng rút gọn \_Z^AX \to _{Z - 2}^{A - 4}Y\ − Tia α là dòng hạt nhân \_2^4He\ chuyển động với vận tốc m/s. Đi được chừng vài cm trong không khí và chừng vài µm trong vật rắn. + Phóng xạ β- Tia β- là dòng electron \_{ - 1}^0e\ \_Z^AX \to _{Z + 1}^AY + _{ - 1}^0e + _0^0\overrightarrow v \. Dạng rút gọn \_Z^AX \to _{Z - 1}^AY\ + Phóng xạ β+ − Tia β+ là dòng pôzitron \\left {_1^0e} \right_Z^AX \to \,_{Z - 1}^AY + _1^0e + _0^0v.\ Dạng rút gọn \_Z^AX \to _{Z - 1}^AY\ * Tia β- và β+ chuyển động với tốc độ c, truyền được vài mét trong không khí và vài mm trong kim loại. * Trong phóng xạ β+ còn có hạt nơtrino và trong phóng xạ β- còn có phản hạt của nơtrino + Phóng xạ γ \{E_2} - {E_1} = hf\ − Phóng xạ γ là phóng xạ đi kèm phóng xạ α, β- và β+. − Tia γ đi được vài mét trong bêtông và vài cm trong chì. 2. Định luật phóng xạ a. Đặc tính của quá trình phóng xạ + Có bản chất là một quá trình biến đổi hạt nhân. b. Định luật phân rã phóng xạ − Xét một mẫu phóng xạ ban đầu. + N0 số hạt nhân ban đầu. + N số hạt nhân còn lại sau thời gian t \N = {N_0}{e^{ - \lambda t}}\ Trong đó X là một hằng số dương gọi là hằng số phân rã, đặc trưng cho chất phóng xạ đang xét. c. Chu kì bán rã T − Chu kì bán rã là thời gian qua đó số lượng các hạt nhân còn lại 50% nghĩa là phân rã 50% \T = \frac{{\ln 2}}{\lambda } = \frac{{0,693}}{\lambda }.\ − Lưu ý Sau thời gian t = xT thì số hạt nhân phóng xạ còn lại là N = \\frac{{{N_0}}}{{{2^x}}}\ d. Độ phóng xạ H Chú ý Sách cơ bản không viết về độ phóng xạ tuy nhiên đây là khái niệm rất quan trọng các em nên biết để có thể giải quyết nhiều bài toán khó. Để đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yêu của một lượng chất phóng xạ, người ta dùng đại lượng gọi là độ phóng xạ hay hoạt độ phóng xạ, được xác định bằng số hạt nhân phân rã trong một giây. Độ phóng xạ đặc trưng cho tốc độ phân rã. Đơn vị đo độ phóng xạ có tên gọi là becơren, kí hiệu Bq, bằng một phân rã/giây. Trong thực tế, người ta còn dùng một đơn vị khác, có tên là curi, kí hiệu Ci 1Ci = 3, Bq, xấp xỉ bằng độ phóng xạ của một gam rađi. Vì số hạt nhân của một lượng chất phóng xạ giảm dần, nên độ phóng xạ H của chất phóng xạ cũng giảm theo thời gian. Nếu ΔN là số hạt nhân bị phân rã trong khoảng thời gian Δt, ta có \\begin{array}{l} H = - \frac{{\Delta N}}{{\Delta t}} = \lambda {N_0}{e^{ - \lambda t}} = \lambda {N_0}{e^{ - \frac{t}{T}}}\\ \Rightarrow H = \lambda N. \end{array}\ Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ tại thời điểm t bằng tích của hằng số phóng xạ và số lượng hạt nhân phóng xạ chứa trong lượng chất đó ở thời điểm t. Độ phóng xạ ban đầu \{H_0} = \lambda {N_0}.\ Như vậy, ta có \H = {H_0}{e^{ - \lambda t}}\ Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ giảm theo thời gian theo cùng quy luật hàm số mũ giống như số hạt nhân số nguyên tử của nó \\left\{ \begin{array}{l} H = \lambda N\\ {H_0} = \lambda {N_0} \end{array} \right. \Rightarrow H = {H_0}{e^{ - \lambda t}}\ + Người ta hay dùng các ước của curi \1mCi = {10^{ - 3}}Ci;\,\,\,\,1\mu Ci = {10^{ - 6}}Ci\ . + Trong thăm dò địa chất, người ta còn dùng đơn vị picocuri 1pCi = 10−12Ci để so sánh độ phóng xạ rất nhỏ của đất đá tự nhiên + Cơ thể chúng ta có tỉnh phóng xạ. Các phép đo cho thấy một người có khối lượng 70 kg có độ phóng xạ trung bình 1, Bq trong đó chủ yếu là sự phóng xạ do kali K40 Bq và do cacbon C14 3, Bq. Trên đây là toàn bộ nội dung Tài liệu Lý thuyết tổng hợp về hiện tượng phóng xạ và định luật phóng xạ môn Vật lý 12 năm 2020. Để xem thêm nhiều tài liệu tham khảo hữu ích khác các em chọn chức năng xem online hoặc đăng nhập vào trang 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 . Các em quan tâm có thể tham khảo thêm các tài liệu cùng chuyên mục Bài tập trắc nghiệm ôn tập mạch dao động điện từ có đáp án chi tiết năm 2020 Rèn luyện kỹ năng lập phương trình Dao động điều hòa Vật lý 12 Bài tập và công thức tính nhanh về Con lắc lò xo, Con lắc đơn trong DĐĐH Chúc các em học tập tốt !

hiện tượng phóng xạ