Dùng hạt có động năng 5,00 MeV bắn vào hạt nhân  đang đứng yên gây ra phản ứng:${}_2^{4}He{+}_7^{14}N\to X{+}_1^{1}H$. Phản ứng này thu năng lượng 1,21 MeV và không kèm theo bức xạ gamma. Lấy khối lượng các hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối của chúng. Khi hạt nhân X bay ra theo hướng lệch với hướng chuyển động của hạt một góc lớn nhất thì động năng của hạt nhân X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây?

Đáp án C

Theo thuyết tương đối, động năng của hạt: $K=E-E_0=\left(m-m_0\right)c^2$.

$E_0$ là năng lượng nghỉ của hạt.

Đáp án A

Gọi $m_0$ là khối lượng ban đầu của Po.

+ Sau thời gian $t_1=2T$:

Khối lượng Po bị phân rã: $\Delta m_{Po1}=m_0\left(1-2^{\frac{-t_1}{T}}\right)=\frac{3m_0}{4}$ $\to m_0=84mg$.

Khối lượng Po còn lại: $\Delta m_{Po1}=21mg$.

Khối lượng Pb sinh ra: $\frac{m_{Pb1}}{m_{Po1}}=\frac{A_{Pb}}{A_{Po}}\left(2^{\frac{t_1}{T}}-1\right)$ $=\frac{206}{210}.\left(2^2-1\right)=\frac{103}{35}$ $\to m_{Pb1}=61,8mg$.

+ Sau thời gian $t_2=3T$

Khối lượng Po còn lại: $m_{Po2}=m_0{.2}^{\frac{-t_2}{T}}=m_0{.2}^{-3}=10,5mg$.

Khối lượng Pb sinh ra: $\frac{m_{Pb2}}{m_{Po2}}=\frac{A_{Pb}}{A_{Po}}\left(2^{\frac{t_2}{T}}-1\right)$ $=\frac{206}{210}.\left(2^3-1\right)=\frac{103}{15}$ $\to m_{Pb2}=72,1mg$.

Từ t = 2T đến t = 3T, lượng Pb được tạo thành trong mẫu có khối lượng là: $72,1-61,8=10,3mg$