Hạt nhân \(_{92}^{238}{\rm{U}}\) sau một chuỗi các quá trình phóng xạ \(\alpha \) và \({\beta ^ - }\) liên tiếp biến đổi thành hạt nhân \(_{82}^{206}\;{\rm{Pb}}\) bền theo phương trình chuỗi phản ứng:
\(_{92}^{238}{\rm{U}} \to _{82}^{206}\;{\rm{Pb}} + {\rm{x}}_2^4{\rm{He}} + {\rm{y}}_{ - 1}^0{\rm{e}}\)
Trong đó, x và y lần lượt là số lần phóng xạ \(\alpha \) và \(\beta \) trong chuỗi phóng xạ.
Trong một mẫu quặng uranium, người ta thấy có lẫn chì \(_{82}^{206}\;{\rm{Pb}}\) cùng với \(_{92}^{238}{\rm{U}}.\) Biết rằng toàn bộ chì được tạo ra có nguồn gốc từ uranium và không hề bị thất thoát vào môi trường. Cho chu kì bán rã của \(_{92}^{238}{\rm{U}}\) là 4,47 tỉ năm. Tính tuổi của mẫu quặng trong hai trường hợp:
i) Tỉ lệ nguyên tử tìm thấy là cứ 1 nguyên tử \(_{82}^{206}\;{\rm{Pb}}\) thì có 5 nguyên tử \(_{92}^{238}{\rm{U}}.\)
ii) Tỉ lệ khối lượng tìm thấy là cứ \(1\;{\rm{g}}_{82}^{206}\;{\rm{Pb}}\) thì có \(5\;{\rm{g}}_{92}^{238}{\rm{U}}.\)
Câu hỏi trong đề: Các dạng bài tập Hiện tượng phóng xạ lớp 12 (có lời giải) !!
Quảng cáo
Trả lời:
Giải bởi Vietjack
\(\left\{ \begin{array}{l}238 = 206 + 4x + 0y\\92 = 82 + 2x - y\end{array} \right. \Rightarrow x = 8;\,y = 6\).
i. Gọi số hạt \(_{92}^{238}{\rm{U}}\) ban đầu là \({N_0}\), số hạt \(_{92}^{238}{\rm{U}}\) còn lại là \(N \Rightarrow \) số hạt \(_{92}^{238}{\rm{U}}\) bị phân rã cũng chính là số hạt \(_{82}^{206}\;{\rm{Pb}}\) được tạo thành là: \(\Delta N = {N_0} - N = {N_0}\left( {1 - {2^{ - \frac{t}{T}}}} \right)\)
Theo đề bài: \(\frac{{\Delta N}}{N} = \frac{1}{5} \Rightarrow \frac{{{N_0}\left( {1 - {2^{ - \frac{t}{T}}}} \right)}}{{{N_0}{2^{ - \frac{t}{T}}}}} = \frac{1}{5}\)\( \Rightarrow {2^{ - \frac{t}{T}}} = \frac{5}{6} \Rightarrow t = - T{\log _2}\left( {\frac{5}{6}} \right) = 1,{18.10^9}\) năm
Vậy niên đại của mẫu quặng là 1,18 tỉ năm.
ii. Mối liên hệ giữa khối lượng và số nguyên tử trong một mẫu chất là: \(m = \frac{N}{{{N_{\rm{A}}}}}A\)
Do đó, tỉ lệ khối lượng giữa \(_{82}^{206}\;{\rm{Pb}}\) và \(_{92}^{238}{\rm{U}}\) là: \(\frac{{{m_{{\rm{Pb}}}}}}{{{m_{\rm{U}}}}} = \frac{{206\frac{{{N_{{\rm{Pb}}}}}}{{{N_{\rm{A}}}}}}}{{238\frac{{{N_{\rm{U}}}}}{{{N_{\rm{A}}}}}}} = \frac{{206{N_{{\rm{Pb}}}}}}{{238{N_{\rm{U}}}}} = \frac{1}{5}\)
\( \Rightarrow \frac{{\Delta N}}{N} = \frac{{238}}{{5.206}} \Rightarrow \frac{{{N_0}\left( {1 - {2^{ - \frac{t}{T}}}} \right)}}{{{N_0}{2^{ - \frac{t}{T}}}}} = \frac{{238}}{{5.206}} = \frac{{119}}{{515}}\)
\( \Rightarrow {2^{ - \frac{t}{T}}} = \frac{{515}}{{634}} \Rightarrow t = - T{\log _2}\left( {\frac{{515}}{{634}}} \right) = 1,{34.10^9}\) năm.
Hot: 1000+ Đề thi cuối kì 2 file word cấu trúc mới 2026 Toán, Văn, Anh... lớp 1-12 (chỉ từ 60k). Tải ngay
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lời giải
Đáp án:
Đáp án: \(1,69\,{\rm{GBq}}\).
Lời giải chi tiết:
Khoảng thời gian từ \(6\) giờ đến \(21\) giờ là \(15\) giờ.
Áp dụng công thức \(H = {H_0}{\left( {\frac{1}{2}} \right)^{t/T}}\).
Ta có \(H = 9,60{\left( {\frac{1}{2}} \right)^{15/6}} = 9,60{\left( {\frac{1}{2}} \right)^{2,5}} \approx 1,69\,{\rm{GBq}}\).
Lời giải
Đáp án:
Đáp án: \(35,3\% \).
Lời giải chi tiết:
Ta có \(\frac{H}{{{H_0}}} = {\left( {\frac{1}{2}} \right)^{8600/5730}} \approx 0,353.\)
Suy ra độ phóng xạ còn khoảng \(35,3\% \;\) so với ban đầu.
Câu 3
a. Sau \(5\) ngày, nguồn vẫn đủ điều kiện sử dụng.
b. Sau \(10\) ngày, nguồn vẫn đủ điều kiện sử dụng.
c. Sau \(15\) ngày, nguồn không còn đủ điều kiện sử dụng.
d. Thời điểm phải thay nguồn nằm trong khoảng từ ngày thứ \(8\) đến ngày thứ \(9\).
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 4
a. Tuổi của mẫu hóa thạch lớn hơn \(10000\) năm.
b. Tuổi của mẫu hóa thạch nhỏ hơn \(12000\) năm.
c. Nếu làm tròn đến nghìn năm thì có thể kết luận mẫu hóa thạch khoảng \(1100\) năm tuổi.
d. Nếu sau \(5730\) năm nữa mới tiến hành đo thì độ phóng xạ của mẫu còn khoảng \(14\% \) so với mẫu sinh vật sống.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Câu 6
a. Tuổi của mẫu gỗ lớn hơn \(5730\) năm.
b. Tuổi của mẫu gỗ nhỏ hơn \(11460\) năm.
c. Nếu coi tuổi mẫu gỗ bằng \(8000\) năm thì kết quả đo trên là phù hợp.
d. Sau thêm \(5730\) năm nữa, độ phóng xạ của mẫu gỗ còn \(18,75\% \) so với mẫu gỗ mới.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 250K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Nhắn tin Zalo
Hỏi bài tập