Đồ thị trong hình bên biểu diễn sự thay đổi độ phóng xạ của một mẫu chất phóng xạ b+ theo thời gian. Ban đầu (tại thời điểm \(\text{t}=0\) s) mẫu chất phóng xạ này nguyên chất.

Trong các biển báo dưới đây, đâu là biển báo nguy hiểm do phóng xạ?

Trong mỗi ý a ), b), c ), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai.

Hình bên biểu diễn sơ đồ hoạt động của cảm biến báo khói ion hóa. Nguồn phóng xạ \(\alpha\) Americium \({ }_{95}^{241} \mathrm{Am}\) được đặt giữa hai bản kim loại nối với một pin. Các hạt \(\alpha\) được phóng ra làm ion hóa không khí giữa hai bản kim loại đặt song song và nối vào hai cực của nguồn điện, cho phép một dòng điện nhỏ chạy giữa hai bản kim loại đó và chuông báo không kêu. Nếu có khói bay vào giữa hai bản kim loại, các ion trong này sẽ kết hợp với các phân tử khói và dịch chuyển chậm hơn làm cường độ dòng điện giữa hai bản kim loại giảm đi. Khi dòng điện giảm tới mức nhất định thì cảm biến báo khói sẽ gửi tín hiệu kích hoạt đến chuông báo cháy.

Nguồn phóng xạ \(\alpha\) Americium \({ }_{95}^{241} \mathrm{Am}\) chứa trong cảm biến báo khói ion hóa có khối lượng ban đầu là \(0,2025 \mu \mathrm{~g}\).

Biết hằng số phóng xạ của \({ }_{95}^{241} \mathrm{Am}\) bằng \(5,086 \cdot 10^{-11} \mathrm{~s}^{-1}\). Lấy khối lượng nguyên tử xấp xỉ bằng số khối của nguyên tử tính theo đơn vị amu và 1 năm \(=365\) ngày.

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.

Phân tích một tượng gỗ cổ người ta thấy rằng độ phóng xạ \(\beta^{-}\)của nó bằng 0,75 lần độ phóng xạ của một khúc gỗ mới chặt cùng loại và cùng khối lượng với tượng gỗ đó. Đồng vị \({ }^{14} \mathrm{C}\) có chu kì bán rã là 5730 năm. Tuổi của tượng gỗ là

Trong một khối mỏ quặng, người ta lấy ra một mẫu vật khối lượng \(1,2 \mathrm{mg}\) có chứa \(35 \%\) chất phóng xạ \({ }_{84}^{210} \mathrm{Po}\), phần còn lại không có chứa chất phóng xạ. Biết \({ }_{84}^{210} \mathrm{Po}\) là chất phóng xạ \(\alpha\) có chu kỳ bán rã 138 ngày đêm và hạt \(\alpha\) sinh ra sau phân rã thoát toàn bộ ra khỏi khối chất phóng xạ. Biết 1amu \(=931,5 \mathrm{MeV}\) (Bỏ qua bức xạ gamma trong quá trình phân rã)

Máy chiếu xạ sử dụng nguồn phóng xạ \(\beta^{-}\)cobalt \({ }_{27}^{60}\) Co với chu kì bán rã 5,27 năm (1 năm bằng 365 ngày) 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 một nửa độ phóng xạ ban đầu. Các phát biểu dưới đây là đúng hay sai?

Hình sau mô tả sơ đồ hoạt động đơn giản hóa của cảm biến khói ion hóa.

Nguồn phóng xạ \(\alpha \) từ chất phóng xạ Americium \({}_{95}^{241}\text{Am}\) có hằng số phóng xạ \(\lambda =5,{{081.10}^{-11}}~{{\text{s}}^{-1}}\)được đặt giữa hai bản kim loại kết nối với một pin. Các hạt \(\alpha \) phóng ra làm ion hóa không khí giữa hai bản kim loại, cho phép một dòng điện nhỏ chạy giữa hai bản kim loại đó và chuông báo không kêu.

Nếu có khói bay vào giữa hai bản kim loại, các ion trong này sẽ kết hợp với những phân tử khói và dịch chuyển chậm hơn làm cường độ dòng điện chạy giữa hai bản kim loại giảm đi. Khi dòng điện giảm tới mức nhất định thì cảm biến báo khói sẽ gửi tín hiệu kích hoạt chuông báo cháy.

Một nhà máy điện hạt nhân xử lý chất thải chứa đồng vị phóng xạ \({}_{\text{ }\!\!~\!\!\text{ }}^{90}\text{Sr}\) có chu kỳ bán rã là 28,8 năm. Ban đầu, nhà máy tiếp nhận một thùng chất thải có khối lượng ban đầu 5kg và toàn bộ đều là \({}_{\text{ }\!\!~\!\!\text{ }}^{90}\text{Sr}.\)

Sau 86,4 năm, khối lượng chất phóng xạ \({}_{\text{ }\!\!~\!\!\text{ }}^{90}\text{Sr}\) còn lại trong thùng là bao nhiêu g?

Đồng vị phóng xạ \({ }_{84}^{210} \mathrm{Po}\) phân rã \(\alpha\), biến thành đồng vị bền \({ }_{82}^{206} \mathrm{~Pb}\) với chu kỳ bán rã 138 ngày. Ban đầu có môt mẫu \({ }_{84}^{210} P\) otinh khiết. Tại thời điểm khảo sát \(\mathrm{t}_{1}\), tỉ số hạt \(\alpha\) được tạo ra gấp 3 lần số hạt nhân \({ }_{84}^{210} \mathrm{Po}\) còn lại. Sau thời gian \(\mathrm{t}_{2}=\mathrm{t}_{1}+152\) ngày, tỉ số của hạt \(\alpha\) được tạo ra gấp bao nhiêu lần số hạt nhân \({ }_{84}^{210} \mathrm{Po}\) còn lại? (làm tròn kết quả đến chữ số phần trăm).

Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về tia alpha \((\alpha)\) ?

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.

Một lượng chất phóng xạ ban đầu có khối lượng m_0. Sau 5 chu kỳ bán rã liên tiếp, khối lượng chất phóng xạ còn lại là:

Trong mỗi ý a), b), c), d) ở mỗi câu, thí sinh chọn đúng hoặc sai. 

Người ta tiêm dược chất phóng xạ FDG vào người bệnh để chụp ảnh PET bên trong cơ thể bệnh nhân. FDG chứa đồng vị \({ }_{9}^{18} \mathrm{~F}\) phóng xạ \(\beta^{+}\) với chu kỳ bán rã khoảng \(\frac{11}{6}\) giờ.

Một công ty dược phẩm cao cấp sử dụng công nghệ chống hàng giả bằng cách gắn vào tem sản phẩm một lượng cực nhỏ chất phóng xạ có chu kỳ bán rã xác định, không gây nguy hiểm cho người sử dụng. Để kiểm tra nguồn gốc sản phẩm, nhân viên kỹ thuật sử dụng đầu dò chuyên dụng để phát hiện tín hiệu phóng xạ. Mỗi loại tem được thiết kế với một loại đồng vị khác nhau, tạo nên "chữ ký hạt nhân" riêng cho từng dòng sản phẩm.

Giả sử một loại tem sử dụng đồng vị \({}_{\text{ }\!\!~\!\!\text{ }}^{60}\text{Co}\) (phát ra tia gamma, chu kỳ bán rã T = 5,3 năm) với hoạt độ ban đầu là 8,0 kBq.

Sau thời gian bao lâu thì độ phóng xạ của đồng vị \({}_{\text{ }\!\!~\!\!\text{ }}^{60}\text{Co}\) trong tem giảm còn 1,0 kBq?

Các nhà khoa học đã xác định được độ phóng xạ của 1 g mẫu Carbon trong cơ thể sinh vật sống là \(0,231 \mathrm{~Bq}\). Biết rằng, trong số các đồng vị của Carbon có trong mẫu, chỉ có \({ }_{6}^{14} \mathrm{C}\) là đồng vị phóng xạ với chu kì bán rã là 5730 năm (lấy 1 năm có 365 ngày).

Số nguyên tử \({ }_{6}^{14} \mathrm{C}\) có trong 1 g mẫu Carbon trong cơ thể sinh vật sống bằng \(\mathrm{x} \cdot 10^{10}\) nguyên tử. Tìm x (làm tròn đến hàng phần trăm).

Vào ngày 19/9/1991, trong khi đang tìm đường vượt qua dãy Otzal 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 \(0,121 \mathrm{~Bq}\). Xác định niên đại của người băng đó theo đơn vị năm (làm tròn đến hàng trăm).

Polonium \(_{84}^{210}Po\) là một chất phóng xạ \(\alpha \) có chu kì bán rã 138 ngày và biến đổi thành hạt nhân chì \(_{82}^{206}Pb\). Ban đầu \(\left( t=0 \right)\), một mẫu có khối lượng 85 g, trong đó 40% khối lượng của mẫu là chất phóng xạ \(_{84}^{210}Po\), phần còn lại không có tính phóng xạ. Giả sử toàn bộ các hạt \(\alpha \) sinh ra trong quá trình phóng xạ đều thoát ra khỏi mẫu.

Khối lượng của mẫu tại thời điểm \(t=276\) ngày là bao nhiêu gam (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần mười)?

Hình bên là ảnh chụp một lọ thuốc Xofigo dùng để điều trị bệnh ung thư. Dung dịch trong lọ thuốc Xofigo chứa \({}_{88}^{223}\text{Ra}\) là một đồng vị phóng xạ có chu kì bán rã \(T\approx 11,4~\text{ng }\!\!\grave{\mathrm{a}}\!\!\text{ y}\). Mỗi hạt nhân \({}_{88}^{223}\text{Ra}\) phóng ra một hạt alpha và biến đổi thành hạt nhân \(\text{X}\).

Lúc ban đầu \(\left( t=0 \right)\), một mẫu phóng xạ nguyên chất có khối lượng 40 mg. Chu kì bán rã của chất phóng xạ trong mẫu là 10 giờ. Sau thời gian mấy giờ thì khối lượng chất phóng xạ còn lại chưa phân rã trong mẫu là 10 mg?

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

Một thiết bị dò bức xạ CR-39 trong môi trường không khí trong nhà có thể tích 40.10^-6m³ người ta đo được số hạt nhân \({}_{{}}^{222}Ra\) phóng xạ trong 1s là 2 phân rã/s. Biết chu kỳ bán rã của \({}_{{}}^{222}Ra\) là 3,8 ngày. Số hạt nhân có trong 1m³ không khí bên trong căn nhà đó là x.10¹⁰.x có giá trị bao nhiêu? (làm tròn đến số thập phân thứ nhất)