Khảo sát một bình ion hoá có cấu tạo là bình khí đơn phân tử và hai điện cực kim loại được đặt hiệu điện thế 2 kV. Khi khối khí này bị ion hoá nhờ tác dụng của tia phóng xạ thì sẽ có dòng điện chạy qua khối khí. Để đo dòng điện rất nhỏ này người ta dùng một ampe kế rất nhạy (Hình IV.1).

a) Vẽ đồ thị biểu diễn độ phóng xạ mẫu ²²⁰Rn trong bình theo thời gian, biết rằng độ phóng xạ tài thời điểm ban đầu là H₀.

b) Xác định chu kì bán rã của ²²⁰Rn.

c) Để dòng điện đủ lớn như trong thí nghiệm cần tối thiểu 1 mL lượng khí ²²⁰Rn ở điều kiện tiêu chuẩn. Hãy ước tính khối lượng tối thiểu của bình từ chất phóng xạ ²²⁸Th để duy trì độ phóng xạ không đổi của ²²⁰Rn trước khi làm thí nghiệm. Biết rằng:

²²⁸Th phân rã a với chu kì bán rã 1,9 năm thành ²²⁴Ra.

²²⁴Ra phân rã a với chu kì bán rã 3,6 ngày thành ²²⁰Rn.

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Giải SBT Vật lí 12 Kết nối tri thức Bài tập cuối chương IV !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

a) Vì độ phóng xạ tỉ lệ với cường độ dòng điện nên đồ thị cũng đồng dạng với đồ thị cường độ dòng điện Hình IV.1G.

b) Dựa vào đồ thị ta thấy tại các thời điểm 55 s; 110 s;… thì thu được các giá trị cường độ dòng điện giảm còn một nửa. Suy ra T = 55 s.

c) 1 mL khí ²²⁰Rn muốn duy trì độ phóng xạ thì lượng ²²⁰Rn bị mất đi phải được bù trừ bằng lượng ²²⁰Rn trong phân rã ²²⁴Ra. Và lượng ²²⁴Ra phải được bù trừ bằng lượng ²²⁴Ra tạo ra trong phân rã của ²²⁸Th. Chính vì vậy, để duy trì ta cần phải có: H_Th = H_Ra = H_Rn

1 mL khí ở điều kiện tiêu chuẩn có số mol là: $n = \frac{V}{22, 4} = \frac{1 . 10^{- 3}}{22, 4} = 4, 46 . 10^{- 5} m o l$

Số hạt ²²⁰Rn là: $N_{R n} = 4, 46 . 10^{- 5} . 6, 02 . 10^{23} = 2, 685 . 10^{19}$

$H_{R n} = λ N_{R n} = \frac{\ln 2}{T} . N_{R n} = \frac{\ln 2}{55} . 2, 685 . 10^{19} = 3, 38 . 10^{17} C i = H_{T h} N_{T h} = \frac{H_{T h}}{λ_{T h}} = \frac{3, 38 . 10^{17}}{\frac{\ln 2}{1, 9.365.86400}} = 2, 92 . 10^{25} m_{T h} = \frac{N_{T h}}{N_{A}} . A = \frac{2, 92 . 10^{25}}{6, 02 . 10^{23}} . 228 = 11059 g \approx 11 k g$

Hot: 500+ Đề thi thử tốt nghiệp THPT các môn, ĐGNL các trường ĐH... file word có đáp án (2025). Tải ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

Bình luận

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Tiêm 10 cm³ dung dịch chứa đồng vị phóng xạ ²⁴Na với nồng độ 10^-3 mol/L vào tĩnh mạch của người. Sau 6 giờ lấy 10 cm³ máu của người đó thì thấy có 1,5.10^-8 mol ²⁴Na trong đó. Tính thể tích V của máu có trong người. Cho chu kì bán rã của ²⁴Na là 15 h.

Xem đáp án

Lời giải

Ta có: 10cm³= 10^-2L.

Với nồng độ 10^-3mol/L, số mol²⁴Na tiêm vào người là: n₀ = 10^-2.10^-3= 10^-5mol

Sau t = 6h, số mol có trong người là: $n = n_{0} e^{- λ t}$ .

Với T = 15h, cho ta: $λ = \frac{0, 693}{T} = \frac{0, 693}{15}$ .

Từ đó xác định được trong V lít máu của người có: $n = 10^{- 5} e^{- \frac{0, 693}{15} . 6} = 0, 75 . 10^{- 5} m o l .$

Trong V lít máu có 0,75.10^-5mol²⁴Na. Trong 10^-2L có $1, 5 \cdot 10^{- 8} m o l {}^{24}N a .$

Vậy $V = \frac{0, 75 \cdot 10^{- 5} \cdot 10^{- 2}}{1, 5 \cdot 10^{- 8}} = 5 L .$

Câu 2

Một nhà máy điện nguyên tử tiêu thụ trung bình 58,75 g ${}_{92}^{235}U$ mỗi ngày. Biết hiệu suất của nhà máy là 25%; mỗi hạt nhân nguyên tử phân hạch giải phóng 200 MeV.

a) Hãy tính công suất phát điện của nhà máy.

b) Giả thiết sau mỗi phân hạch trung bình có 2,5 neutron được giải phóng thì sau một ngày số neutron thu được trong lò phản ứng là bao nhiêu?

Cho: N_A = 6,023.10²³ hạt/mol; 1 MeV = 1,6.10^-13 J.

Xem đáp án

Lời giải

a) Năng lượng giải phóng do phân hạch của $58, 75 g {}^{235}U$ :

W = \frac{58, 75 \cdot 6.02 \cdot 10^{23} \cdot 200}{235} = 301, 1 \cdot 10^{23} M e V = 481, 76 \cdot 10^{10} J

Công suất điện của nhà máy: $P = \frac{W . H}{t} = \frac{481, 76 \cdot 10^{10} . 25}{100 \cdot 24 \cdot 3600} \approx 13, 94 \cdot 10^{6} W = 13, 94 M W .$

b) Số neutron giải phóng do $58, 75 g {}^{235}U$

$N_{1} = \frac{58, 75 \cdot 6, 023 \cdot 10^{23} \cdot 2, 5}{235} = 3, 76438 . 10^{23}$ hạt

Số neutron bị hấp thụ để $58, 75 g {}_{235}U$ phân hạch hết:

$N_{2} = \frac{58, 75.6, 023 \cdot 10^{23}}{235} = 1, 5057 \cdot 10^{23}$ hạt

Số neutron thu được trong lò phản ứng: $N = N_{1} - N_{2} = 2, 25862 \cdot 10^{23}$ hạt.

Câu 3