Trong một phòng thí nghiệm hạt nhân, các nhà khoa học sử dụng đồng vị bền \({ }_{25}^{55} \mathrm{Mn}\) để nghiên cứu sự phân rã hạt nhân. Họ tiến hành chiếu một chùm nơtron vào một mẫu mangan \({ }_{25}^{55} \mathrm{Mn}\) để tạo ra đồng vị phóng xạ \({ }_{25}^{56} \mathrm{Mn}\). Sau khi quá trình bắn phá hoàn tất, tỉ lệ giữa số nguyên tử \({ }_{25}^{56} \mathrm{Mn}\) so với \({ }_{25}^{55} \mathrm{Mn} 1 a ̀ ~ 10^{-8}\). Đồng vị \({ }_{25}^{56} \mathrm{Mn}\) có chu kỳ bán rã là 2,5 giờ và phát ra tia \(\beta^{-}\)được ứng dụng trong y học để đo lường liều phóng xạ. Sau 15 giờ kể từ khi quá trình bắn phá kết thúc, tỉ số giữa nguyên tử của hai loại hạt trên là \(\mathrm{x} \cdot 10^{-10}\). Giá trị của x là bao nhiêu? (làm tròn kết quả đến chữ số phần trăm).

Biết \({}_{6}^{14}C\) là đồng vị phóng xạ \({{\beta }^{-}}\) với chu kì bán rã là 5 730 năm (lấy 1 năm có 365 ngày). Một mẫu than nặng 5 g lấy từ một hố lửa cổ có độ phóng xạ ₁₄C là 53,0 (phân rã/phút). Một cái cây còn sống có độ phóng xạ 14C là 15,3 (phân rã/phút) cho mỗi gram (g).

Tuổi của mẫu than lấy từ hố lửa cổ nói trên là bao nhiêu năm (làm tròn kết quả đến hàng trăm)?

Trong thí nghiệm dưới đây, một mẫu phóng xạ M được đặt trong chân không, phát ra ba loại tia phóng xạ α, β^-, và γ, được cho đi qua một điện trường đều tạo ra bởi hai bản kim loại song song tích điện trái dấu. Hình bên minh họa quỹ đạo của các tia này khi chúng đi qua điện trường. Dựa trên hướng lệch của các tia trong điện trường, hãy xác định đặc điểm về điện tích của các tia này.

Đồng vị phóng xạ Polonium \(\left( {}_{\text{84}}^{\text{210}}\text{Po} \right)\) phóng xạ \(\alpha \) để biến đổi thành đồng vị bền Lead \(\left( {}_{\text{Z}}^{\text{A}}\text{Pb} \right)\) với chu kỳ bán rã là \(\text{138}\) ngày đêm. Biết phương trình phân rã: \({}_{84}^{210}Po\to \alpha +{}_{Z}^{A}Pb\)

Sau 3 giờ phóng xạ, số hạt nhân của một mẫu đồng vị phóng xạ chỉ còn 25% số hạt nhân ban đầu. Chu kì bán rã của đồng vị này là.

Các loài thực vật hấp thụ CO₂ trong không khí, trong đó có cacbon phóng xạ \({}_{\text{6}}^{\text{14}}\text{C}\) và cacbon thường \({}_{6}^{12}\text{C}\) nên khi thực vật còn sống thì tỉ lệ giữa \({}_{\text{6}}^{\text{14}}\text{C}\) và \({}_{6}^{12}\text{C}\) có trong thực vật là không đổi và bằng \({{10}^{-6}}%\). Khi loài thực vật ấy chết đi, không còn sự hấp thụ CO₂ trong không khí và \({}_{\text{6}}^{\text{14}}\text{C}\) không còn tái sinh trong thực vật đó nữa. Và vì \({}_{\text{6}}^{\text{14}}\text{C}\) phóng xạ nên số lượng \({}_{\text{6}}^{\text{14}}\text{C}\) giảm dần trong thực vật đó, trong khi số lượng \({}_{6}^{12}\text{C}\) vẫn giữ nguyên. Người ta khai quật một ngôi mộ cổ và đo được tỉ lệ giữa \({}_{\text{6}}^{\text{14}}\text{C}\) và \({}_{6}^{12}\text{C}\) có trong một mẫu ván quan tài là \(0,{{125.10}^{-6}}%\). Biết chu kì bán rã của \({}_{\text{6}}^{\text{14}}\text{C}\) khoảng 5730 năm. Tuổi của ngôi mộ cổ này là \(x{{.10}^{3}}~\)năm. Giá trị của \(x\) là bao nhiêu (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?

Chất phóng xạ pôlôni \({}_{84}^{210}Po\) phát ra tia α và biến đổi thành chì \({}_{82}^{206}Pb\). Gọi chu kì bán rã của pôlôni là T. Ban đầu (t = 0) có một mẫu \({}_{84}^{210}Po\) nguyên chất. Trong khoảng thời gian từ t = 0 đến t = 2T, có 63 mg \({}_{84}^{210}Po\) trong mẫu bị phân rã. Lấy khối lượng nguyên tử tính theo đơn vị u bằng số khối của hạt nhân của nguyên tử đó. Trong khoảng thời gian từ t = 2T đến t = 3T, lượng \({}_{82}^{206}Pb\) được tạo thành trong mẫu có khối lượng là bao nhiêu mili gam (mg)?

Trong hình bên, bệnh nhân được đo chức năng thông khí phổi bằng phương pháp xạ hình phổi. Xạ hình phổi là phương pháp sử dụng một số đồng vị phóng xạ dạng khí hoặc hợp chất đánh dấu phóng xạ ở dạng khí dung aerosol có kích thước hạt 0,1 - 0,5 μm. Sau khi cho người bệnh hít khí dung phóng xạ, thuốc phóng xạ vào phổi, đi vào phế nang và lắng đọng ở đó với thời gian đủ dài để có thể ghi hình thông khí phổi theo nhiều hướng. Dựa vào đó giúp bác sĩ đánh giá thông khí phổi từng vùng và chẩn đoán một số bệnh về phổi.

Đồng vị phóng xạ xenon \({}_{54}^{133}\text{Xe}\) được sử dụng phổ biến trong xạ hình phổi. Xenon \({}_{54}^{133}\text{Xe}\) là chất phóng xạ \(^{{}}\) có chu kì bán rã là 5,24 ngày đêm. Một bệnh nhân được chỉ định sử dụng liều xenon có độ phóng xạ 3,18.108 Bq. Coi rằng 85% lượng xenon trong liều đó lắng đọng tại phổi. Bệnh nhân được chụp ảnh phổi lần thứ nhất ngay sau khi hít khí và lần thứ hai ngay sau đó 2 giờ. Biết khối lượng nguyên tử xenon là 133 amu.

Hạt \(^{{}}\) được định hướng cho bay vào trong điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng song song, cách nhau một khoảng a = 10 cm, dài 20 cm, hiệu điện thế giữa hai bản là 10 V với vận tốc ban đầu \({{\text{v}}_{0}}={{2.10}^{6}}\) m/s, theo phương song song với hai bản và gần sát bản âm. Bỏ qua trọng lực và các loại lực cản tác dụng lên hạt \(^{{}}\). Biết hạt \(^{{}}\) có điện tích là - 1,6.10^-19 C và khối lượng là 9,1.10^-31 kg.

Để làm tăng tốc độ phân rã của một chất phóng xạ, người ta sẽ tiến hành

Biết \({}_{11}^{24}\text{Na}\) là chất phóng xạ \({{\text{ }\!\!\beta\!\!\text{ }}^{-}}\) và tạo thành magnesium \({}_{12}^{24}\text{Mg}\). Ban đầu, trong một mẫu chất phóng xạ chỉ chứa 4,8 g \({}_{11}^{24}\text{Na}\). Khối lượng \({}_{12}^{24}\text{Mg}\) tạo thành sau 15 giờ là 2,4 g. Sau 45 giờ tiếp theo, khối lượng \({}_{12}^{24}\text{Mg}\) tạo thành bằng bao nhiêu g? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)

Một mẫu chất phóng xạ \(X\) phân rã theo thời gian và phát ra các hạt \(\alpha\). Số lượng các hạt \(\alpha\) này được ghi nhận bởi một máy thu (ống Geiger - Muller) và được biểu diễn theo thời gian t như đồ thị ở hình bên dưới. Tính hằng số phóng xạ của chất phóng xạ X (làm tròn đến hàng phần trăm).

Tại một bệnh viện tuyến tỉnh, một bệnh nhân nữ 45 tuổi được chỉ định chụp PET để kiểm tra nghi ngờ di căn tuyến giáp. Do có sự chậm trễ trong quá trình vận chuyển và chuẩn bị, bệnh nhân được tiêm 1 ml dung dịch chứa đồng vị phóng xạ \({}_{\text{ }\!\!~\!\!\text{ }}^{18}\text{F}\) sau 3 giờ kể từ khi pha chế. Biết hoạt độ của mẫu tại thời điểm vừa pha chế là 150 MBq và chu kỳ bán rã của \({}_{\text{ }\!\!~\!\!\text{ }}^{18}\text{F}\) là 110 phút.

Độ phóng xạ của mẫu tại thời điểm tiêm bằng bao nhiêu MBq? (Làm tròn đến chữ số hàng đơn vị)

Bản chất của sự phân rã phóng xạ là một quá trình

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

Một nguồn phóng xạ ban đầu là 8.10¹⁵ Bq. Sau 10 giờ, độ phóng xạ giảm còn 1.10¹⁵ Bq.

Chu kì bán rã của chất phóng xạ này là bao nhiêu giờ (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

Tại thời điểm ban đầu (t = 0) một mẫu chất phóng xạ có \({{\text{N}}_{0}}\) hạt nhân với hằng số phóng xạ là l. Sau thời gian \(\text{t}=\dfrac{1}{{}}\), tỉ lệ số hạt nhân của mẫu chất phóng xạ bị phân rã DN so với số hạt nhân ban đầu \({{\text{N}}_{0}}\) xấp xỉ bằng x%. Giá trị của x là bao nhiêu? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)  

Đồng vị xenon (\(^{133}\)Xe) là chất phóng xạ \(\beta^-\) có chu kì bán rã là 5,24 ngày. Trong y học, hỗn hợp khí chứa xenon được sử dụng để dánh giá độ thông khí của phổi người bệnh. Một người bệnh được chỉ định sử dụng liều xenon có độ phóng xạ 3,18.10\(^8\) Bq. Coi rằng 85,0% lượng xenon trong liều đó lắng đọng tại phổi. Người bệnh được chụp ảnh phổi lần thứ nhất ngay sau khi hít khí và lần thứ hai sau đó 24,0 giờ. Biết khối lượng mol nguyên tử của xenon là 133 g/mol.

Tại một bệnh viện tuyến tỉnh, một bệnh nhân nữ 45 tuổi được chỉ định chụp PET để kiểm tra nghi ngờ di căn tuyến giáp. Do có sự chậm trễ trong quá trình vận chuyển và chuẩn bị, bệnh nhân được tiêm 1 ml dung dịch chứa đồng vị phóng xạ \({}_{\text{ }\!\!~\!\!\text{ }}^{18}\text{F}\) sau 3 giờ kể từ khi pha chế. Biết hoạt độ của mẫu tại thời điểm vừa pha chế là 150 MBq và chu kỳ bán rã của \({}_{\text{ }\!\!~\!\!\text{ }}^{18}\text{F}\) là 110 phút.

Để đảm bảo an toàn cho bệnh nhân, Bộ Y tế quy định giới hạn liều hiệu dụng tối đa là 1,8 mSv cho mỗi lần chụp PET. Biết rằng mỗi MBq của \({}_{\text{ }\!\!~\!\!\text{ }}^{18}\text{F}\) gây ra 0,019 mSv liều hiệu dụng. Thời gian tối thiểu kể từ lúc pha chế mà liều ban đầu có thể được tiêm toàn bộ cho bệnh nhân là bao nhiêu phút? (Làm tròn đến hàng đơn vị)

Đồng vị Iodine ( \({ }_{53}^{131} \mathrm{I}\) ) là chất phóng xạ \(\beta^{-}\)được sử dụng trong y học để điều trị các bệnh liên quan đến tuyến giáp. Chất này có chu kỳ bán rã là 8,04 ngày. Một bệnh nhân được chỉ định sử dụng liều Iodine131 với độ phóng xạ ban đầu là \(\mathrm{H}_{0}=5,20 \cdot 10^{8} \mathrm{~Bq}\). Coi rằng \(85 \%\) lượng Iodine \(\left({ }_{53}^{131} \mathrm{I}\right)\) trong liều đó sẽ tập trung tại tuyến giáp. Bệnh nhân được kiểm tra tuyến giáp lần thứ nhất ngay sau khi dùng liều và lần thứ hai sau 48 giờ. Biết khối lượng mol nguyên tử của Iodine là \(127 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}\).

Để nghiên cứu các chất phóng xạ có thể gây ra ung thư phổi, một phòng thí nghiệm nhận được mẫu có chất phóng xạ \(_{86}^{222}Rn\). Sau 15,2 ngày thì khối lượng \(_{86}^{222}Rn\) giảm 93,75% do quá trình phân rã. Chu kì bán rã của \(_{86}^{222}Rn\) là bao nhiêu ngày? (Kết quả làm tròn đến chữ số hàng phần mười). 

Máy xạ trị (như hình bên) thường sử dụng nguồn phóng xạ \({ }_{27}^{60} \mathrm{Co}\) có chu kì bán rã là 5,3 năm. Để đáp ứng đúng các tiêu chí y học để điều trị bệnh, thiết bị sẽ bắt buộc phải bảo dưỡng để hiệu chỉnh lại chùm tia chiếu xạ trước khi độ phóng xạ giảm đi \(7 \%\) và phải thay nguồn phóng xạ mới trước khi độ phóng xạ giảm đi \(50 \%\). Lấy 1 năm = 12 tháng. Biết mỗi lần bảo dưỡng không làm ảnh hưởng đến nguồn phóng xạ.

Khoảng thời gian tối đa phải thực hiện bảo dưỡng máy xạ trị lần tiếp theo (gọi là chu kì bảo dưỡng) theo đơn vị tháng (lấy phần nguyên) bẳng bao nhiêu ?