Câu hỏi:

27/09/2025 153 Lưu

Hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) phóng xạ \(\alpha\) tạo thành hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) bền. Ban đầu có một mẫu chất trong đó chứa cả hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) và hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\). Biết hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) sinh ra được giữ lại hoàn toàn trong mẫu. Tại thời điểm \(t_1\), tỉ số giữa số hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) và số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) còn lại trong mẫu là 1. Tại thời điểm \(t_2 = 3{,}52\,t_1\), tỉ số giữa số hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) và số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) còn lại trong mẫu là 7. Tỉ số giữa số hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) và số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) có trong mẫu chất ban đầu xấp xỉ bằng

A. 0,154. 

B. 0,503. 

C. 0,143. 

D. 0,284.

Quảng cáo

Trả lời:

verified Giải bởi Vietjack

Đáp án đúng là A

Gọi số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) và số hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) tại thời điểm ban đầu là \(N_{0\text{Po}}\) và \(N_{0\text{Pb}}\).

Phương trình phóng xạ: \(\,^{210}_{84}\text{Po} \rightarrow\,^{206}_{82}\text{Pb} + {}^{4}_{2}\text{He}\).

Sau khoảng thời gian \(t\), số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) còn lại:
\[
N = N_{0\text{Po}}\cdot 2^{-t/T},
\]
và số hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) mới được tạo thành bằng số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) đã mất đi:
\[
\Delta N = N_{0\text{Po}}\left(1-2^{-t/T}\right).
\]

Tại thời điểm \(t_1\), tỉ số giữa số hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) và số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) là:
\[
\frac{N_{0\text{Pb}}+\Delta N_1}{N_1}
= \frac{N_{0\text{Pb}}+N_{0\text{Po}}\left(1-2^{-t_1/T}\right)}{N_{0\text{Po}}\,2^{-t_1/T}} = 1
\]
\[
\Rightarrow\ \left(\frac{N_{0\text{Pb}}}{N_{0\text{Po}}}+1\right)2^{t_1/T}=2 \qquad (1)
\]

Tại thời điểm \(t_2\), tỉ số giữa số hạt nhân \(\,^{206}_{82}\text{Pb}\,\) và số hạt nhân \(\,^{210}_{84}\text{Po}\,\) là:
\[
\frac{N_{0\text{Pb}}+\Delta N_2}{N_2}
= \frac{N_{0\text{Pb}}+N_{0\text{Po}}\left(1-2^{-t_2/T}\right)}{N_{0\text{Po}}\,2^{-t_2/T}} = 7
\]
\[
\Rightarrow\ \left(\frac{N_{0\text{Pb}}}{N_{0\text{Po}}}+1\right)2^{t_2/T}=8 \qquad (2)
\]

Chia \((2)\) cho \((1)\) theo từng vế:
\[
2^{(t_2-t_1)/T} = 4 \Rightarrow \frac{t_2-t_1}{T}=2.
\]
Vì \(t_2=3{,}52\,t_1\) nên
\[
\frac{3{,}52\,t_1-t_1}{T}=2 \Rightarrow \frac{2{,}52\,t_1}{T}=2 \Rightarrow \frac{t_1}{T}=\frac{50}{63}.
\]

Thay \(\dfrac{t_1}{T}=\dfrac{50}{63}\) vào \((1)\):
\[
\left(\frac{N_{0\text{Pb}}}{N_{0\text{Po}}}+1\right)2^{50/63}=2
\Rightarrow \frac{N_{0\text{Pb}}}{N_{0\text{Po}}}
= 2\cdot 2^{-50/63}-1 \approx 0{,}154.
\]

Vậy tỉ số cần tìm xấp xỉ \(0{,}154\).

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Lời giải

Từ trạng thái (1) sang trạng thái (2) là quá trình đẳng nhiệt nên
\[
T_2 = T_1 = 27 + 273 = 300\ \text{K}.
\]

Từ trạng thái (2) sang trạng thái (3) là quá trình đẳng tích, có áp suất tăng 3 lần nên nhiệt độ tuyệt đối tăng 3 lần. Khi đó:
\[
T_3 = 3T_2 = 3\cdot 300 = 900\ \text{K}.
\]

Từ trạng thái (3) sang trạng thái (4) là quá trình đẳng áp, có thể tích giảm 2 lần nên nhiệt độ tuyệt đối giảm 2 lần. Khi đó:
\[
T_4 = \frac{T_3}{2} = \frac{900}{2} = 450\ \text{K}.
\]

Lời giải

Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.

Nâng cấp VIP