Phóng xạ là quá trình hạt nhân

Cho tia phóng xạ alpha \(\left( \alpha  \right)\), beta \(\left( \beta  \right)\), gamma \(\left( \gamma  \right)\) bay qua khoảng không gian giữa hai bản cực của một tụ điện được nạp điện bằng nguồn một chiều như hình bên thì

Chất phóng xạ \({}_{6}^{14}C\) có chu kỳ bán rã là T. Ban đầu có một mẫu \({}_{6}^{14}C\) nguyên chất với khối lượng 4g. Sau khoảng thời gian 2 chu kỳ liên tiếp, khối lượng chất \({}_{6}^{14}C\) trong mẫu đã bị phân rã là

Hình vẽ bên mô tả về sự lệch hướng của các tia phóng xạ khi di chuyển trong điện trường đều. Chọn phát biểu sai:

Trong hình bên, N là một mẫu phóng xạ được đặt trong một điện trường đều do hai bản kim loại phẳng song song và tích điện trái dấu tạo ra. Các tia phóng xạ phát ra từ N đập vào màn huỳnh quang F gây ra các chấm sáng. Hệ thống được đặt trong chân không.

Phát biểu nào sau đây đúng?

Potassium là nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu đối với cây trồng. Trong potassium tự nhiên có 0,0117% là đồng vị phóng xạ \(_{19}^{40}K\) với chu kì bán rã là 1,25.10⁹ năm.

Độ phóng xạ của \(_{19}^{40}K\) trong mỗi gam potassium tự nhiên là bao nhiêu Bq (làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?

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.

Biển báo sau đây cảnh báo điều gì?

Hình bên mô tả một viên pin NanoTritium vừa mới sản xuất, là một loại pin hạt nhân tạo ra dòng điện từ các hạt beta phát ra từ nguồn phóng xạ Tritium. Tritium \({}_{{}}^{3}\text{T}\) là một đồng vị phóng xạ của hidro, mỗi hạt \({}_{{}}^{3}\text{T}\) phát ra một hạt electron và biến đổi thành một hạt \(\text{X}\) với chu kì bán rã 12,3 năm. Pin  có công suất cực thấp, tuổi thọ rất cao do City Labs phát triển, thường được sử dụng cho các nhiệm vụ đòi hỏi yêu cầu cao như thiết bị y tế đặc biệt hoặc các chuyến du hành vũ trụ dài ngày,... Suất điện động của pin tỉ lệ thuận với độ phóng xạ. Lấy \(1~\text{Ci}=3,{{7.10}^{10}}~\text{Bq}\), khối lượng mol của Tritium là \(A=3~\text{g}\) và một năm có 365 ngày\(.\) Chỉ ra câu đúng, câu sai trong các câu sau.

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.

Potassium là nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu đối với cây trồng. Trong potassium tự nhiên có 0,0117% là đồng vị phóng xạ \(_{19}^{40}K\) với chu kì bán rã là 1,25.10⁹ năm.

Chuối, khoai tây, khoai lang là những thực phẩm có hàm lượng potassium cao. Một quả chuối trung bình chứa khoảng 450 mg potassium. Độ phóng xạ của lượng potassium đó là bao nhiêu Bq (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

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)

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)?

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).

Tại một thời điểm, mẫu chất phóng xạ A có chu kì bán rã là 2 ngày và có 6,4.10¹¹ hạt nhân nguyên tử trong mẫu. Mẫu chất phóng xạ B có chu kì bán rã là 3 ngày và có 16.10¹⁰ hạt nhân nguyên tử trong mẫu. Sau bao nhiêu ngày nữa thì số hạt nhân nguyên tử chưa phóng xạ của hai mẫu đó bằng nhau?

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:

Hình bên dưới biểu diễn sự thay đổi độ phóng xạ của một mẫu chất phóng xạ X theo thời gian.

Chu kì bán rã của chất phóng xạ X là bao nhiêu ngày?

Trong việc điều trị bệnh ung thư bằng phương pháp xạ trị hiện nay, người ta thường sử dụng máy gia tốc hạt trong việc tạo ra các hạt mang năng lượng cao để bắn phá các tế bào ung thư. Tuy nhiên, trước khi máy gia tốc hạt ra đời thì việc điều trị ung thư trong các bệnh viện trước đây lại sử dụng một nguồn phát ra tia gamma như đồng vị phóng xạ \({}_{27}^{60}\text{Co}\) (có chu kì bán rã là 5,27 năm, mỗi năm xem như có 365 ngày). Các tia gamma phát ra từ quá trình phóng xạ của \({}_{27}^{60}\text{Co}\) được sử dụng để tiêu diệt tế bào ung thư. Số lượng hạt nhân \({}_{27}^{60}\text{Co}\) chứa trong một nguồn phóng xạ có độ phóng xạ là 5 800 Ci tại bệnh viện xấp xỉ bằng

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)?

Caesium 137 là chất phóng xạ được thoát ra khỏi nhà máy điện nguyên tử Chernobyl do sự cố phóng xạ xảy ra vào năm 1986. Chu kì bán rã của Caesium 137 là \(28\text{ }\!\!~\!\!\text{ n }\!\!\breve{\mathrm{a}}\!\!\text{ m}\). Ngay sau vụ nổ, người ta đo được độ phóng xạ cách nhà máy \(30\text{ }\!\!~\!\!\text{ km}\) là \(50\text{ }\!\!~\!\!\text{ kBq}\) trên mỗi mét vuông. Hỏi vào năm nào thì độ phóng xạ này giảm còn \(1\text{ }\!\!~\!\!\text{ kBq}\) trên mỗi mét vuông?

Một mẫu chất phóng xạ có chu kỳ bán rã 5 giờ. Ban đầu, số lượng hạt nhân của chất này là N₀ = 10²⁰ hạt nhân. Số hạt nhân còn lại sau 10 giờ là