Tài liệu Các chuyên đề Bồi dưỡng Học sinh giỏi Hóa học Trung học cơ sở - Chuyên đề 16: Phản ứng hạt nhân

CHUYÊN ĐỀ: PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
 I. KIẾN THỨC CƠ BẢN 
Ta gọi chung sự biến đổi hạt nhân do sự tự phân rã hạt nhân (sự phóng xạ) hoặc do tương tác giữa các hạt nhân với các hạt cơ bản (p , n , e , b ) là phản ứng hạt nhân – đó là quá trình biến đổi nguyên tố này thành nguyên tố khác . 
Khi viết sự phản ứng hạt nhân cần tuân theo định luật bảo toàn điện tích và bảo toàn số khối 
Vd : + + 
Chu kì bán rã () là thời gian cần thiết để một nữa lượng mẫu chất nhất định bị phân rã .
 (Với k là hằng số phóng xạ)
 (Với t là thời gian phóng xạ , N0 là lượng chất phóng xạ ban đầu, 
 N là lượng chất phóng xạ sau thời gian t) 
Một số hạt cơ bản dùng làm "đạn" hoặc thoát ra trong các phản ứng hạt nhân 
Hạt a (Hạt nhân hêli ) 
Hạt nơtron () , hạt proton () , hạt b hay electron () , hạt positron ()
 II. BÀI TẬP 
Hoàn thành các phản ứng hạt nhân sau : 
a. + ? 	
b. + ? + 	
c. ? + 
d. ? + 
Khi phóng ra tia a , poloni biến thành chì 
a/ Viết phương trình phản ứng biểu diễn sự phóng xạ của poloni (cho biết tia a là dòng các hạt nhân nguyên tử ). 
b/ Nếu chu kì bán rã của là 140 ngày thì sau bao nhiêu ngày 1g poloni sẽ còn 0,125g. 
Đồng vị phóng xạ được dùng trong các nghiên cứu và chữa bệnh bứu cổ . Một mẫu sau 3,325 ngày phóng xạ được 25% . 
a/ Xác định hằng số phóng xạ và chu kỳ bán hủy. 
b/ Tính thời gian cần thiết để lượng chất ban đầu còn lại 10%. 
Trong họ phóng xạ của Urani , các nguyên tố trong họ có số khối được tính theo công thức A = 4n + 2 với 51 n 59 . Trong một mẫu đá chứa 40 mg đồng vị đầu và 10,71mg đồng vị cuối của dãy phóng xạ. Tính tuổi mẫu đá , biết chu kì bán rã từ X đến đồng vị cuối cùng là 4,51.1019 năm. 
Chu kì bán rã của Urani là 4,5 tỉ năm. Hỏi sau bao nhiêu tỉ năm thì 2,4g Urani giảm xuống còn 0,15g. 
Chu kì bán rã của Radi (Ra) là 1620 năm. Hỏi sau bao nhiêu năm từ 3g Ra giảm còn 0,375g. 
Nguyên tố Radon (Rn) có chu kì bán rã rất nhỏ. Cứ 5g Rn sau thời gian 5544 phút đã giảm còn 0,625g. Tính chu kì bán rã của Rn (theo ngày). 
Astatin là nguyên tố thuộc halogen và là nguyên tố phóng xạ với chu kì bán hủy là 8,3 giờ. Astatin được điều chế bằng cách bắn hạt a vào nguyên tử . 
a/ Viết phương trình phản ứng tạo thành Astatin.
b/ Nếu xuất phát từ 1,656.1023 nguyên tử Bi trên thì cuối cùng thu được bao nhiêu gam ?
c/ Lượng Astatin trên sau 168 giờ còn lại bao nhiêu?
Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi hạt nhân nguyên tử do sự phân ró tự nhiên, hoặc do tương tác giữa hạt nhân với các hạt cơ bản, hoặc tương tác của các hạt nhân với nhau. Trong phản ứng hạt nhân số khối và điện tích là các đại lượng được bảo toàn. Trên cơ sở đó, hãy hoàn thành các phản ứng hạt nhân dưới đây:
 Biết rằng quá trình phân rã tự nhiên phát xạ các tia , và (một dạng bức xạ điện từ). Hãy hoàn thành các phương trình phản ứng hạt nhân:
Hoàn chỉnh các phương trình phản ứng sau, tra bảng tuần hoàn xem X là hạt gì?