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).

Một mẫu chất tại thời điểm ban đầu có chứa \(0,2 \mathrm{~g}\) đồng vị phóng xạ \({ }_{92}^{238} \mathrm{U}\), có hằng số phóng xạ bằng \(4,916 \cdot 10^{-18} \mathrm{~s}^{-1}\). Biết rằng sau một khoảng thời gian nào đó, \({ }_{92}^{238} \mathrm{U}\) xảy ra phóng xạ \(\alpha\) và biến đổi thành hạt nhân con \(X\).

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 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)?

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.

Trong y học một đồng vị phóng xạ của Sodium thường được dùng để xác định lượng máu trong cơ thể người là \({ }_{11}^{24} \mathrm{Na}\). Chu kỳ bán rã của \({ }_{11}^{24} \mathrm{Na}\) là 15 giờ. Người ta lấy một lượng \({ }_{11}^{24} \mathrm{Na}\) có độ phóng xạ \(2,5 \mu \mathrm{Ci}\) để tiêm vào một bệnh nhân. Sau 3 giờ, họ lấy ra \(1 \mathrm{~cm}^{3}\) máu từ người đó thì thấy nó có 145 phân rã trong 10 giây. Cho biết đồng vị \({ }_{11}^{24} \mathrm{Na}\) phóng xạ tạo ra \({ }_{12}^{24} \mathrm{Mg}\)

Xạ phẫu gamma knife hay phẫu thuật sử dụng dao gamma là phương pháp điều trị sử dụng bức xạ. Phương pháp này sử dụng phần mềm lập kế hoạch điều trị trên máy vi tính giúp bác sĩ xác định vị trí và chiếu xạ các mục tiêu nhỏ với độ chính xác rất cao. Sơ đồ nguyên lý xạ phẫu được mô tả như hình dưới đây.

Xạ phẫu gamma sử dụng tính chất nào của chùm tia gamma?

Tia phóng xạ nào có bản chất là sóng điện từ?

Nguồn phóng xạ \(\alpha\) americium \({ }_{95}^{241} \mathrm{Am}\) có hằng số phóng xạ \(5,081 \cdot 10^{-11}(1 / \mathrm{s})\) 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.

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 \(_{}^{25}Na\) có chu kì bán rã 62 s.

Độ phóng xạ của 0,248 mg \(_{}^{25}Na\) là X.10¹⁶ Bq. Tìm X (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm).

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

Người ta thường tính toán tuổi của các thiên thạch hay mẫu vật dựa vào độ phóng xạ của nó hay tỉ lệ giữa nó với các nguyên tố được tạo ra. Trong tình huống này ta xem xét một mẫu đá mặt trăng có tỉ lệ số nguyên tử \({ }_{18}^{40} \mathrm{Ar}\) (bền) trong số nguyên tử \({ }_{19}^{40} \mathrm{~K}\) là 10,3 . Cho rằng các nguyên tử \({ }_{18}^{40} \mathrm{Ar}\) được tạo ra bởi sự phóng xạ của \({ }_{19}^{40} \mathrm{~K}\), chu kỳ bán rã của \({ }_{19}^{40} \mathrm{~K}\) là 1,251 tỉ năm. Biết 1 năm có 365 ngày, 1 ngày 24 giờ.

Phân rã của \({ }_{18}^{40} \mathrm{~K}\) là phân rã \(\beta^{+}\)phát ra tia gamma và một neutrino. Một nguyên tử \({ }_{18}^{40} \mathrm{~K}\) phân rã sẽ tỏa ra năng lượng cỡ \(E_{1}=1460 \mathrm{MeV}\). Tính năng lượng tỏa ra trong 1 s của một mẫu vật tính theo đơn vị mJ (làm tròn đến hàng đơn vị). Cho biết mẫu vật chỉ có nguyên tử \({ }_{19}^{40} \mathrm{~K}\) và có số mol \(n=0,5 \mathrm{~mol}, 1 \mathrm{MeV}=1,6 \cdot 10^{-13} \mathrm{~J}\).

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.

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)

Chất phóng xạ chứa đồng vị \({}_{11}^{24}\text{Na}\) được sử dụng làm chất đánh dấu điện giải có chu kì bán rã là 15 giờ. Một bệnh nhân được tiêm 5 mℓ dược chất chứa hoàn toàn \({}_{11}^{24}\text{Na}\) với nồng độ 1,002.10^-3 moℓ/ℓ. Độ phóng xạ của liều dược chất tại thời điểm tiêm là

Biển báo sau đây mang ý nghĩa

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)

Trong một dây chuyền sản xuất giấy, người ta sử dụng khả năng đâm xuyên của tia β để kiểm tra độ dày của giấy. Cụ thể, một nguồn phóng xạ \({}_{\text{ }\!\!~\!\!\text{ }}^{85}\text{Kr}\) có chu kì bán rã 10,75 năm phát tia β được đặt ở một bên tấm giấy, phía đối diện là đầu dò ghi nhận số tia β xuyên qua. Khi giấy dày lên, ít tia β đến được đầu dò; hệ thống sẽ tự động điều chỉnh độ dày giấy về mức chuẩn. Sau một khoảng thời gian dài sử dụng, nhân viên kỹ thuật phát hiện rằng hệ thống liên tục báo tín hiệu rằng giấy bị quá dày, mặc dù độ dày giấy thực tế không thay đổi. Nguyên nhân nào sau đây là hợp lí nhất?

Đồng vị phóng xạ \({ }_{84}^{210} \mathrm{Po}\) có chu kì bán rã là 138,4 ngày. Xét một mẫu chất đang chứa \(\mathrm{N}_{0}\) hạt nhân \({ }_{84}^{210} \mathrm{Po}\) (tại thời điểm ban đầu). Sau bao lâu kể từ thời điểm ban đầu thì tỉ số giữa số hạt nhân \({ }_{84}^{210} \mathrm{Po}\) đã phân rã thành hạt nhân khác và số hạt nhân \({ }_{84}^{210} \mathrm{Po}\) còn lại bằng 3 ?

Hình bên mô tả khả năng đâm xuyên của các tia phóng xạ qua vật chất. Phát biểu nào sau đây đúng?