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?

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?

Một hạt nhân phóng xạ α trải qua quá trình phân rã, trong đó nó phát ra một hạt α (gồm 2 proton và 2 neutron), dẫn đến sự giảm số khối của hạt nhân mẹ đi 4 đơn vị và số proton đi 2 đơn vị. Hạt nhân mới có

Hiện nay, đồng vị phóng xạ \({ }_{9}^{18} \mathrm{~F}\) được sử dụng rộng rãi trong việc chẩn đoán các bệnh ung thư nhờ vào công nghệ chụp cắt lớp bằng phát xạ positron (Positron Emission Tomography - PET). Hình bên là máy PET. Giả sử rằng một bệnh nhân được tiêm một lượng chất phóng xạ \({ }_{9}^{18} \mathrm{~F}\) với độ phóng xạ là 320 Bq trước khi quá trình chụp ảnh diễn ra. Hỏi sau bao lâu kể từ thời điểm tiêm thì độ phóng xạ trong cơ thể bệnh nhân giảm còn 20 Bq ? Biết rằng chu kì bán rã của \({ }_{9}^{18} \mathrm{~F}\) là 110 ngày.

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 cuờng 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.

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.

Mẫu đá mặt trăng ở trên hình thành cách đây y tỉ năm. Tính y (làm tròn đến hàng phần chục).

Trong các phát biểu dưới đây, phát biểu nào đúng khi nói về khả năng đâm xuyên của các tia phóng xạ?

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

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?

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 \(X\).

Biển báo sau đây cảnh báo điều gì?

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)?

\({}_{92}^{238}\text{U}\) trong các mẫu đá uraninite là một chất phóng xạ, sau nhiều lần phân rã liên tiếp có thể tạo ra hạt nhân \({}_{82}^{206}\text{Pb}\). Bỏ qua các hạt nhân sản phẩm trung gian do thời gian sống của chúng rất ngắn, phương trình phóng xạ như sau:

                              \({}_{92}^{238}\text{U}\to ~{}_{82}^{206}\text{Pb}+x\alpha +y{{\beta }^{-}}.\)

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 \(206\text{ }\!\!~\!\!\text{ g}/\text{mol}\).

Tính giá trị của \(x+y\).

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.

Hình bên là một biển báo thường thấy trong các phòng thí nghiệm có chứa nguồn phóng xạ. Khi thấy biển báo này, người ta cần tuân thủ quy tắc an toàn nào sau đây?

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)?

Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về các phóng xạ?

Khi bác sĩ đang siêu âm người bệnh (hình bên), đầu dò của máy siêu âm phát ra

Để giảm liều phóng xạ tiếp xúc, biện pháp nào sau đây là không hợp lí?

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)?

Khối chất của đồng vị phóng xạ, sau một khoảng thời gian  phân rã và ghi nhận độ phóng xạ của khối chất theo đồ thị sau: