Bài 53: Phóng xạ - Giải BT Vật Lí 12 nâng cao
Bài C1 (trang 268 SGK Vật Lí 12 nâng cao): Cho tia phóng xạ (phát ra từ một mẫu chất phóng xạ) đi qua từ trường (hoặc điện trường giữa hai bản tụ điện tích điện), ta thấy các tia α, β và γ bị lệch khác nhau. Giải thích vì sao?
Bài giải:Khi cho tia phóng xạ qua vùng không gian có từ trường hoặc điện trường thì:
+ Nếu tia phóng xạ gồm các hạt có mang điện tích như tia α, tia β- (chùm electron); tia β+ (chùm pôzitrôn) thì sẽ chịu tác dụng của lực Lorenxơ do từ trường tác dụng hoặc lực điện Culông do điện trường gây ra. Đồng thời điện tích và khối lượng các hạt, tốc độ bay ra của các hạt là khác nhau nên quỹ đạo của các tia này sẽ bị lệch khác nhau.
+ Nếu tia phóng xạ là các hạt không mang điện tích (tia γ) thì sẽ không bị từ trường hoặc điện trường tác dụng lực nên chúng sẽ truyền thẳng không bị lệch trong điện trường hoặc từ trường.
Câu 1 (trang 272 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Sự phóng xạ là gì? Nêu các tia phóng xạ và bản chất của chúng.
Bài giải:* Sự phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử của một số nguyên tố (kém bền vững) tự phóng ra các bức xạ rồi biến đổi thành hạt nhân nguyên tử của các nguyên tố khác (bền vững hơn).
- Các nguyên tố phóng xạ có sẵn trong tự nhiên gọi là phóng xạ tự nhiên.
- Các nguyên tố phóng xạ do con người tạo ra gọi là phóng xạ nhân tạo (phóng xạ nhân tạo có nhiều hơn phóng xạ tự nhiên).
* Các loại tia phóng xạ (phóng ra từ hạt nhân):
a) Tia alpha (α): thực chất là hạt nhân nguyên tử 
- Bị lệch về phía bản (-) của tụ điện vì mang q = +2e.
- Phóng ra với vận tốc 107m/s.
- Có khả năng ion hoá chất khí.
- Đâm xuyên kém.
- Trong không khí đi được 8cm.
b) Tia Bêta (β): Gồm β+ và β-
- β-: lệch về bản (+) của tụ điện, thực chất là chùm electron, có điện tích -e.
- Do sự biến đổi: n → p + e + ν− (ν− là phản hạt notrino)
- β+ lệch về phía (-) của tụ điện (lệch nhiều hơn tia α và đối xứng với β-); β+ thực chất là electron dương hay pôzitrôn có điện tích +e.
- Do sự biến đổi: p → n + ν + β+ (ν là hạt notrino)
- Các tia β phóng ra với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng. Ion hoá chất khí yếu hơn α. Khả năng đâm xuyên mạnh, đi được vài trăm mét trong không khí.
- Trong từ trường các tia β-, β+, α đều bị lệch theo phương vuông góc với đường sức từ, do lực Lorentz nhưng vì tia β- có điện tích trái dấu với các tia β+, α nên có xu hướng lệch ngược hướng với các tia β+, α.
c) Tia gammar (γ):
- Có bản chất là sóng điện từ bước sóng rất ngắn (λ < 0,01nm), là chùm phôtôn năng lượng cao.
- Không bị lệch trong điện trường, từ trường.
- Có các tính chất như tia Rơnghen.
- Khả năng đâm xuyên lớn, có thể đi qua lớp chì vài cm và rất nguy hiểm.
- Phóng xạ γ không làm biến đổi hạt nhân nhưng phóng xạ γ luôn đi kèm với các phóng xạ α, β.
Câu 2 (trang 272): Chu kì bán rã của các chất phóng xạ là gì? Viết biểu thức toán học diễn ra định luật phân rã phóng xạ.
Bài giải:* Mỗi chất phóng xạ có 1 chu kì phân rã đặc trưng, đó là khoảng thời gian sau đó lượng chất phóng xạ giảm đi một nửa.
Chú ý:
- Định luật phóng xạ có tính thống kê, nó chỉ đúng với lượng rất lớn số hạt chất phóng xạ.
- Với mỗi hạt nhân phóng xạ thì quá trình phân rã xảy ra ngẫu nhiên không biết trước tức là không thể áp dụng định luật phóng xạ cho 1 hạt hay một lượng rất ít hạt chất phóng xạ.
* Số nguyên tử chất phóng xạ còn lại sau thời gian t:
Câu 3 (trang 272): Thế nào là độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ? nêu hệ thức giữa độ phóng xạ và số nguyên tử (hạt nhân) trong lượng chất phóng xạ đó.
Bài giải:Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ:
Ta có: H Là đại lượng đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng - chất phóng xạ, nó phụ thuộc vào cả loại chất phóng xạ (λ) và lượng chất phóng xạ (N)
+ Đơn vị: Becơren (Bq); 1Bq = 1 phân rã/giây; 1Curi (Ci), 1Ci = 3,7.1010 Bq (1Ci bằng độ phóng xạ của 1g Ra).
+ Hệ thức giữa độ phóng xạ và số nguyên tử N (hạt nhân) trong lượng chất phóng xạ đó
(H0 = λ. N0 là độ phóng xạ ban đầu).Bài 1 (trang 273 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân
A. Phát ra một bức xạ điện từ.
B. Tự phát phóng ra các tia α, β, γ nhưng không thay đổi hạt nhân.
C. Tự phóng ra tia phóng xạ và biến thành một hạt nhân khác.
D. Phóng ra các tia phóng xạ, khi bị bắn phá bằng những hạt chuyển động với tốc độ lớn.
Bài giải:Đáp án đúng là: C
Giải thích:
Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử của một số nguyên tố (kém bền vững) tự phóng ra các bức xạ rồi biến đổi thành hạt nhân nguyên tử của các nguyên tố khác (bền vững hơn).
Bài 2 (trang 273): Cho các tia anpha, beta và gamma bay qua khoảng không gian giữa hai bản cực của một tụ điện thì
A. Tia anpha lệch nhiều hơn cả, sau đến tia beta và tia gamma.
B. Tia anpha lệch về phái bản dương, tia gamma lệch về phái bản âm của tụ điện.
C. Tia gamma không bị lệch.
D. Tia bêta không bị lệch.
Bài giải:Đáp án đúng là: C
Giải thích:
Tia gammar (γ) có bản chất là sóng điện từ bước sóng rất ngắn (λ < 0,01nm), là chùm phôtôn năng lượng cao nên không bị lệch trong điện trường, từ trường.
Bài 3 (trang 273): Chu kì bán rã của một chất phóng xạ là khoảng thời gian để
A. Quá trình phóng xạ lại lặp lại như lúc ban đầu.
B. Một nửa số nguyên tử chất ấy biến thành chất khác.
C. Khối lượng chất ấy giảm một phần nhất định, tùy thuộc vào cấu tạo của nó.
D. Một nửa số nguyên tử chất ấy hết khả năng phóng xạ.
Bài giải:Đáp án đúng là: B
Giải thích:
Chu kì bán rã của một chất phóng xạ là khoảng thời gian để một nửa số nguyên tử chất ấy biến thành chất khác.
Bài 4 (trang 273): Chất phóng xạ pôlôni 84210Po phóng ra tia α và biến thành chì 82206Po. Hỏi trong 0,168 g poloni có bao nhiêu nguyên tử bị phân rã sau 414 ngày đêm và xác định lượng chì được tạo thành trong khoảng thời gian nói trên. Cho biết chu kì bán rã của poloni là 138 ngày.
Bài giải:Xét quá trình phóng xạ: 
Ban đầu số nguyên tử Po có trong 0,168 g pôlôni là:
Số nguyên tử chất phóng xạ còn lại sau thời gian t = 414 ngày là: 
Số hạt nguyên tử bị phân rã bằng số hạt nhân con Pb được tạo thành sau thời gian t = 414 ngày:
Khối lượng chì được tạo thành là:
Bài 5 (trang 273): Tính khối lượng poloni Po210 có độ phóng xạ 1 Ci.
Bài giải:Chất phóng xạ poloni 210Po có chu kì bán rã là 138 ngày.
Gọi N là số hạt Po để có độ phóng xạ 1Ci ta có: H = 1Ci = 3,7.1010 Bq.
