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?

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.

Trong thành phần sữa bò có chứa potassium với nồng độ \(2 \mathrm{~g} / \ell\). Trong đó có \(0,0117 \%\) là đồng vị phóng xạ potassium \({ }_{19}^{40} \mathrm{~K}\) với chu kì bán rã là \(1,25.10^{9}\) năm.

Sau tai nạn ở nhà máy điện hạt nhân Chernobyl vào năm 1986, người ta phát hiện có các đồng vị phóng xạ \({ }_{53}^{131}\) 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 \({ }_{53}^{131} \mathrm{I}\) trong sữa bò ở Ba Lan lúc đó là \(2 \mathrm{kBq} / \ell\). Biết chu kì bán rã của \({ }_{53}^{131} \mathrm{I}\) là 8,02 ngày.

Khối lượng của nguyên tử được xem gần bằng số khối của nguyên tử tính theo đơn vị amu. Lấy một năm có 365 ngày.

Sau bao lâu thì độ phóng xạ của đồng vị phóng xạ \({ }_{53}^{131} \mathrm{I}\) có trong 3 lít sữa bò ở Ba Lan khi đó giảm xuống bằng độ phóng xạ của đồng vị phóng xạ \({ }_{19}^{40} \mathrm{~K}\) được tính ở Câu 5?

Một phòng thí nghiệm, ban đầu mua về một mẫu polonium có chứa 2,1 g \({}_{84}^{210}\text{Po}\). Các hạt nhân \({}_{84}^{210}\text{Po}\) phóng xạ \(\text{ }\!\!\alpha\!\!\text{ }\) và biến thành hạt nhân X. Biết rằng trong 1 năm sau đó nó tạo ra 0,0084 mol khí He. Chu kì bán rã của \({}_{84}^{210}\text{Po}\) là bao nhiêu ngày (lấy 1 năm = 365 ngày, làm tròn kết quả đến chữ số hàng đơn vị)?

Khoảng giữa tháng 3 năm 2015, khi bàn giao tài sản do thay đổi nhân sự phụ trách an toàn bức xạ, một nhà máy thép tại Bà Rịa - Vũng Tàu phát hiện một nguồn phóng xạ \({ }_{27}^{60} \mathrm{Co}\) đã bị thất lạc. Nhà chức trách chỉ đạo phải khẩn cấp tìm nguồn phóng xạ đã bị thất lạc này.

Việc khẩn cấp tìm kiếm nguồn phóng xạ \({ }_{27}^{60} \mathrm{Co}\) bị thất lạc là rất quan trọng vì nguồn này

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)

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)?

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 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)

Khảo sát một mẫu đá uraninite với thành phần ban đầu chỉ gồm \({}_{92}^{238}\text{U}\). Tỉ lệ khối lượng \({}_{92}^{238}\text{U}\) còn lại và khối lượng \({}_{82}^{206}\text{Pb}\) là \(0,0453\). Chu kỳ bán rã của \({}_{92}^{238}\text{U}\) là \(4,{{5592.10}^{9}}~\text{n }\!\!\breve{\mathrm{a}}\!\!\text{ m}\). Khối lượng mol của \({}_{92}^{238}\text{U}\) là \(238\text{ }\!\!~\!\!\text{ g}/\text{mol}\), khối lượng mol của \({}_{82}^{206}\text{Pb}\) là \(206\text{ }\!\!~\!\!\text{ g}/\text{mol}\).

Tuổi của mẫu đá uraninite trên là \(z{{.10}^{10}}\text{ }\!\!~\!\!\text{ n }\!\!\breve{\mathrm{a}}\!\!\text{ m}\). Giá trị của \(z\) là bao nhiêu (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

Pho tượng Bồ tát Quán Thế Âm Thiên thủ Thiên nhãn tọa lạc tại chùa Đào Xuyên, huyện Gia Lâm – Hà Nội, đã xác lập kỉ lục Việt Nam vào ngày 04/05/2006 là pho tượng gỗ xưa nhất Việt Nam. Tượng được tạc bằng gỗ mít, sơn son thếp vàng. Tại thời điểm xác lập kỉ lục, người ta xác định được độ phóng xạ của đồng vị \({}_{6}^{14}\text{C}\) trong tượng bằng 0,94 lần độ phóng xạ của \({}_{6}^{14}\text{C}\) trong mẫu gỗ tươi cùng loại vừa mới chặt, có cùng khối lượng với pho tượng cổ này. Biết chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ \({}_{6}^{14}\text{C}\) là 5730 năm. Tuổi của pho tượng tính đến thời điểm xác lập kỉ lục Việt Nam bằng bao nhiêu năm? (Làm tròn kết quả đến chữ số hàng trăm)

Dược chất phóng xạ FDG có thành phần là đồng vị \({}_{9}^{18}F\) với chu kì bán rã là 110 phút, được sử dụng trong chụp ảnh cắt lớp PET. Dược chất này được sản xuất bằng cách bắn phá vào các hạt đồng vị \({}_{8}^{18}O\) nhờ một loại hạt được tăng tốc bằng máy gia tốc. Trước khi chụp ảnh cắp lớp PET, bệnh nhân sẽ được tiêm liều lượng dược chất FDG để đảm bảo độ phóng xạ trên mỗi kg cân nặng là 0,1 mCi không đổi. Hai bệnh nhân cùng cân nặng, cùng sử dụng FDG trong cùng một đợt sản xuất, nhưng được tiêm ở 2 thời điểm cách nhau 60 phút. Bệnh nhân 2 phải tiêm lượng FDG nhiều hơn bệnh nhân 1 bao nhiêu phần trăm? (Kết quả làm tròn đến 3 chữ số có nghĩa)

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)?

Các nhà khoa học đã xác định được độ phóng xạ của 1 g mẫu carbon trong cơ thể sinh vật sống là \(0,25 \mathrm{~Bq}\). 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. 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 \(0,12 \mathrm{~Bq}\). Xác định niên đại của người băng đó ( làm tròn đến hàng đơn vị).

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

Tia gamma là bức xạ điện từ có bước sóng rất ngắn với khả năng đâm xuyên lớn qua các vật liệu. Người ta ứng dụng khả năng đâm xuyên của chùm tia gamma để ứng dụng trong các phép đo bề dày của vật liệu. Một chùm tia gamma với cường độ ban đầu I0 sau khi đi qua một lớp vật liệu có chiều dày x(m) thì cường độ chùm tia gamma giảm tới giá trị I. Cường độ chùm tia gamma bị suy giảm sau khi đi qua lớp vật liệu được cho bởi công thức

 \(I={{I}_{0}}.{{e}^{-\mu .x}}\)

Trong đó \(\mu \) (m^-1) là hệ số hấp thụ bức xạ của môi trường. Giả sử sau khi đi qua lớp vật liệu thì cường độ chùm tia gamma giảm 20%. Hãy xác định bề dày của lớp vật liệu. Cho biết hệ số hấp thụ bức xạ của vật liệu là 0,4.

Giải thưởng Nobel Hóa học năm 1960 thuộc về Willard F.Libby (1908-1980) cho công trình nghiên cứu chất phóng xạ \({}_{6}^{14}C\), dùng để định tuổi trong khảo cổ, địa chất, địa vật lý học... Công trình nghiên cứu này bắt đầu từ 1950 khi Willard F.Libby làm việc tại Đại học Chicago, chính thức được công nhận năm 1955 và đến 1960 thì nó mang lại cho ông giải thưởng Nobel danh giá.

Khi còn sống, động thực vật tồn tại trong trạng thái cân bằng với môi trường xung quanh thông qua quá trình trao đổi carbon với khí quyển hoặc thông qua chế độ hấp thụ dinh dưỡng của chúng. Do vậy, lượng \({}_{6}^{14}C\) trong chúng có tương quan với lượng \({}_{6}^{14}C\) khí quyển. Để xác định tuổi của một mẫu gỗ cổ, các nhà nghiên cứu nhận thấy khi cây gỗ chết, lượng \({}_{6}^{14}C\)trong thân cây bị phân rã với chu kỳ 5730 năm. Tại thời điểm khảo sát mẫu gỗ cổ, các nhà nghiên cứu nhận thấy lượng \({}_{6}^{14}C\)chỉ bằng một phần ba lượng \({}_{6}^{14}C\)trong mẫu gỗ tương đương đang còn sống.

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?

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.

Nguyên nhân chính giúp công nghệ gắn tem phóng xạ trở thành giải pháp chống hàng giả hiệu quả là do

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.