Giải SBT Vật lý 12 Cánh diều Bài 3: Phóng xạ có đáp án

Trong không khí, tia phóng xạ nào sau đây có tốc độ nhỏ nhất?

A. Tia $\gamma$.                           

B. Tia $\alpha$.                          

C. Tia $\beta$+.                         

D. Tia $\beta$.

Phát biểu nào sau đây về tia y là sai?

A. Tia y có khả năng đâm xuyên mạnh.

B. Tia y là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn.

C. Tia y là dòng các hạt photon năng lượng cao.

D. Tia y bị lệch trong điện trường.

Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về độ phóng xạ?

A. Độ phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ.

B. Đơn vị đo độ phóng xạ là becơren.

C. Với mỗi lượng chất phóng xạ xác định thì độ phóng xạ tỉ lệ với số nguyên tử của lượng chất đó.

D. Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ phụ thuộc nhiệt độ của lượng chất đó.

Phát biểu nào sau đây là sai?

A. Hiện tượng phóng xạ là quá trình hạt nhân tự động phát ra tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác.

B. Sự phóng xạ xảy ra trong nội bộ hạt nhân, không phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài.

C. Hai chất phóng xạ khác nhau có thể cho cùng một loại tia phóng xạ.

D. Khối lượng chất phóng xạ càng lớn thì chu kì bán rã của chất phóng xạ đó càng lớn.

Trong các phát biểu sau đây, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?

A. Tia $\beta$ có thể làm ion hoá không khí.

B. Khi đi trong điện trường giữa hai bản kim loại song song tích điện trái dấu, tia $\alpha$ bị lệch về phía bản dương.

C. Tia $\beta$⁺ là dòng các hạt proton.

D. Tia $\gamma$ có thể bị chặn lại bởi một lá nhôm dày 1 mm.

Viết phương trình phản ứng hạt nhân của các quá trình phóng xạ sau:

Hạt nhân chì Pb biến thành hạt nhân bismuth ${}_{83}^{209}\text{Bi}$ trong quá trình phóng xạ $\beta$ có kèm theo một phản neutrino.

Quá trình phóng xạ ${\beta }^{+}$ biến hạt nhân carbon ${}_6^{10}\text{C}$ thành hạt nhân boron B

Máy chiếu xạ sử dụng nguồn phóng xạ ${\beta }^{-}$ cobalt ${}_{27}^{60}\text{Co}$ với chu kì bán rã 5,27 năm để điều trị ung thư. Nguồn phóng xạ trong máy sẽ cần được thay mới nếu như độ phóng xạ của nó giảm còn bằng 50% độ phóng xạ ban đầu. Các phát biểu dưới đây là đúng hay sai?

a) Sản phẩm phân rã của cobalt ${}_{27}^{60}\text{Co}$ là nickel ${}_{28}^{61}\text{Ni}$.

b) Hằng số phóng xạ của cobalt ${}_{27}^{60}\text{Co}$ là $0,132 {\text{s}}^{-1}$.

c) Nguồn phóng xạ của máy cần được thay thế sau mỗi 5,27 năm.

d) Tại thời điểm thay nguồn phóng xạ, số hạt nhân ${}_{27}^{60}\text{Co}$ còn lại trong nguồn bằng 50% số hạt nhân ${}_{27}^{60}\text{Co}$ ban đầu.

Ban đầu có 12,0g cobalt ${}_{27}^{60}\text{Co}$ là chất phóng xạ ${\beta }^{-}$ với chu kì bán rã T = 5,27 năm. Tính số nguyên tử đã phân rã sau thời gian T = 10,54 năm.

Một phòng thí nghiệm ban đầu mua về một mẫu polonium có chứa $2,1 {\text{g}}_{84}^{210}\text{Po}$. Các hạt nhân ${}_{84}^{210}\text{Po}$ phóng xạ $\alpha$ và biến thành hạt nhân bền X. Xác định chu kì bán rã của ${}_{84}^{210}\text{Po}$, biết rằng trong 1 năm sau đó nó tạo ra 0,0084 mol khí He.

Đồng vị phóng xạ chromium ${}_{24}^{51}\text{Cr}$ được sử dụng trong phương pháp nguyên tử đánh dấu của y học hạt nhân khi chẩn đoán các bệnh về thận và huyết học. Chu kì bán rã của chromium ${}_{24}^{51}\text{Cr}$ là 27,7 ngày. Mẫu chromium ${}_{24}^{51}\text{Cr}$ nguyên chất với độ phóng xạ $23,9\cdot {10}^{11} \text{Bq}$ có khối lượng bao nhiêu mg (kết quả lấy đến hai chữ số sau dấu phẩy thập phân)?

Trong một mẫu đá được các nhà du hành mang về Trái Đất từ Mặt Trăng, các nhà khoa học phát hiện có 75% potassium ${}_{19}^{40} \text{K}$ ban đầu đã biến thành argon ${}_{18}^{40}\text{Ar}.$ Biết rằng, khi được hình thành, mẫu đá không chứa argon; toàn bộ argon được tạo ra có nguồn gốc từ potassium và không hề bị thất thoát vào môi trường. Cho chu kì bán rã của ${}_{19}^{40} \text{K}$ là 1,25.10⁹ năm.

a) Xác định tuổi của mẫu đá đó.

b) Sau bao nhiêu lâu nữa thì lượng potassium ${}_{19}^{40} \text{K}$ còn lại bằng 6,25% lượng potassium ${}_{19}^{40} \text{K}$ ban đầu?

Hạt nhân ${}_{92}^{238}\text{U}$ sau một chuỗi các quá trình phóng xạ $\alpha$ và ${\beta }^{-}$liên tiếp biến đổi thành hạt nhân ${}_{82}^{206} \text{Pb}$ bền theo phương trình chuỗi phản ứng:

${}_{92}^{238}\text{U}{\to }_{82}^{206} \text{Pb}+{\text{x}}_2^4\text{He}+{\text{y}}_{-1}^0\text{e}$

Trong đó, x và y lần lượt là số lần phóng xạ $\alpha$ và $\beta$ trong chuỗi phóng xạ.

Xác định x và y.

Trong một mẫu quặng uranium, người ta thấy có lẫn chì ${}_{82}^{206} \text{Pb}$ cùng với ${}_{92}^{238}\text{U}.$ 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 ${}_{92}^{238}\text{U}$ là 4,47 tỉ năm. Tính tuổi của mẫu quặng trong hai trường hợp:

 Tỉ lệ nguyên tử tìm thấy là cứ 1 nguyên tử ${}_{82}^{206} \text{Pb}$ thì có 5 nguyên tử ${}_{92}^{238}\text{U}.$

Hạt nhân ${}_{92}^{238}\text{U}$ sau một chuỗi các quá trình phóng xạ $\alpha$ và ${\beta }^{-}$liên tiếp biến đổi thành hạt nhân ${}_{82}^{206} \text{Pb}$ bền theo phương trình chuỗi phản ứng:

${}_{92}^{238}\text{U}{\to }_{82}^{206} \text{Pb}+{\text{x}}_2^4\text{He}+{\text{y}}_{-1}^0\text{e}$

Trong đó, x và y lần lượt là số lần phóng xạ $\alpha$ và $\beta$ trong chuỗi phóng xạ.

Các nhà khoa học đã xác định được độ phóng xạ của 1g mẫu carbon trong cơ thể sinh vật sống là $0,231 \text{Bq}.$ Biết rằng, trong số các đồng vị của carbon có trong mẫu, chỉ có ${}_6^{14}\text{C}$ là đồng vị phóng xạ với chu kì bán rã là 5730 năm.

Xác định số nguyên tử ${}_6^{14}\text{C}$ có trong 1 g mẫu carbon đó.

Vào ngày 19/9/1991, trong khi đang tìm đường vượt qua dãy Otztal Alps, hai nhà leo núi người Đức đã phát hiện thấy xác ướp người cổ được bảo quản hầu như nguyên vẹn trong băng tuyết tại Hauslabjoch, khu vực giữa biên giới Áo và Italia. Xác ướp đó được đặt tên là người băng Otzi. Tại thời điểm này, các nhà khoa học đã đo được độ phóng xạ của 1 g mẫu carbon trong cơ thể người băng Otzi là 0,121Bq Xác định niên đại của người băng đó.

Để điều trị ung thư tuyến giáp, một bệnh nhân đã nhận một liều dược chất phóng xạ chứa $25{\text{mg}}_{53}^{131}\text{I}.$ Biết rằng ${}_{53}^{131}\text{I}$ là chất phóng xạ ${\beta }^{-}$có chu kì bán rã là 8,02 ngày.

a) Viết phương trình phóng xạ của ${}_{53}^{131}\text{I}$.

b) Tính độ phóng xạ của liều thuốc tại thời điểm bệnh nhân sử dụng.

c) Tính độ phóng xạ của liều thuốc sau khi sử dụng 7,00 ngày.

d) Tính số hạt ${\beta }^{-}$ phát ra từ liều thuốc trong 7,00 ngày đó.

Hạt nhân ${}_{84}^{210}\text{Po}$ phóng xạ $\alpha$ tạo thành hạt nhân ${}_{82}^{206} \text{Pb}$ bền. Ban đầu, có một mẫu trong đó chứa cả hạt nhân ${}_{84}^{210}\text{Po}$ và hạt nhân ${}_{82}^{206} \text{Pb}$ Biết hạt nhân ${}_{82}^{206} \text{Pb}$ sinh ra được giữ lại hoàn toàn trong mẫu. Tại thời điểm ${\text{t}}_1$, tỉ số giữa số hạt nhân ${}_{82}^{206} \text{Pb}$ và số hạt nhân ${}_{84}^{210}\text{Po}$ còn lại trong mẫu là 1. Tại thời điểm ${\text{t}}_2=3,52{\text{t}}_1,$ tỉ số giữa số hạt nhân ${}_{82}^{206} \text{Pb}$ và số hạt nhân ${}_{84}^{210}\text{Po}$ còn lại trong mẫu là 7. Tỉ số giữa số hạt nhân ${}_{82}^{206} \text{Pb}$ và số hạt nhân ${}_{84}^{210}\text{Po}$ ban đầu là bao nhiêu?

Thành phần sữa bò có chứa potassium với nồng độ 2,00g/l. Trong đó, có 0,0117% là đồng vị phóng xạ potassium ${}_{19}^{40} \text{K}$ với chu kì bán rã là 1,25. 10⁹ năm.

a) Xác định độ phóng xạ do ${}_{19}^{40} \text{K}$ của 1 lít sữa bò.

b) Sau tai nạn ở nhà máy điện hạt nhân Chernobyl vào năm 1986, người ta thấy có các đồng vị phóng xạ ${}_{53}^{131}\text{I}$ trong khí quyển. Mưa sẽ làm cỏ nhiễm đồng vị phóng xạ này và cuối cùng nó xuất hiện trong sữa bò. Người ta đo được độ phóng xạ của ${}_{53}^{131}\text{I}$ trong sữa bò ở Ba Lan lúc đó là $2,00\text{kBq}/\mathcal{l}.$ Độ phóng xạ này lớn hơn độ phóng xạ của ${}_{53}^{131}\text{I}$ trong sữa bao nhiêu lần? Biết chu kì bán rã của ${}_{53}^{131}\text{I}$ là 8,02 ngày. Sau bao lâu thì độ phóng xạ trong sữa bò do ${}_{53}^{131}\text{I}$ giảm xuống bằng độ phóng xạ do ${}_{19}^{40} \text{K}$?