BÀI 3: PHÓNG XẠ

Mở đầu: Quá trình nào xảy ra khiến cho lượng trong xác sinh vật giảm dần theo thời gian?

Giải nhanh:

Trong trường hợp của carbon-14 (), có 8 neutron trong hạt nhân. Tuy nhiên, carbon-14 là một đồng vị không ổn định, và nó trải qua quá trình phân rã tự nhiên, gọi là phân rã phóng xạ.

I. HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ

II. CÁC TIA PHÓNG XẠ

III. PHƯƠNG TRÌNH PHÓNG XẠ 

Câu 1. Giải thích sự lệch khác nhau của các tia phóng xạ trong điện trường ở hình 3.5.

Hình 3.5. Sự lệch của các tia phóng xạ trong điện trường giữa hai bản kim loại song song tích điện trái dấu.

Giải nhanh:

Tia α và β+ bị lệch sang bản điện âm do chúng mang điện dương, tia β- bị lệch sang bản điện dương do nó mang điện âm.

Tia γ không bị lệch trong điện trường do nó không mang điện

Câu 2: Trong Hình 3.6. điền tên các tia phóng xạ theo khả năng đâm xuyên của chúng qua các chất. 

Hình 3.6. Khả năng đâm xuyên của các tia phóng xạ qua các chất

Giải nhanh:

Từ tính chất của các tia ta có thể xác định được :

-Tia α màu tím than

- Tia β màu xanh

- Tia γ màu vàng.

IV. QUY LUẬT PHÓNG XẠ 

Luyện tập 1: Hoàn thành các phương trình phóng xạ sau đây và chỉ ra phương trình đó biểu diễn quá trình phóng xạ nào. 

a)

b)

c)

Giải nhanh:

a)

b)

c)

Câu 2: Sau khoảng thời gian là bao nhiêu chu kì bán rã thì số hạt nhân chất phóng xạ còn lại bằng số hạt nhân ban đầu?

Giải nhanh:

Theo đề bài ta có do đó => t=4T.

Vậy sau 4 chu kì bán rã thì số phóng xạ còn lại bằng số hạt nhân ban đầu.

Câu 3: Độ phóng xạ của một mẫu chất phóng xạ phụ thuộc vào yếu tố nào? 

Giải nhanh:

Độ phóng xạ của một mẫu chất phóng xạ phụ thuộc chủ yếu vào hai yếu tố chính:

Câu 4: Vì sao độ phóng xạ của một mẫu chất phóng xạ giảm theo thời gian với cùng quy luật như số hạt chất phóng xạ? 

Giải nhanh:

Độ phóng xạ kí hiệu là H được xác định bằng số hạt nhân phân rã trong một giây:

H phụ thuộc vào lượng hạt nhân phân rã do đó nó cũng giảm theo thời gian với cùng quy luật như hạt chất phóng xạ theo công thức:

Câu 3: Một mẫu chất phóng xạ là có độ phóng xạ 2,80.10⁷ Bq. Biết rằng hằng số phóng xạ của là 5,67.10^-3s^-1 .

a) Xác định số hạt nhân chất phóng xạ có trong mẫu khi đó.

b) Xác định số hạt positron mẫu chất phát ra trong khoảng thời gian 1,00 ms. Coi gần đúng rằng độ phóng xạ của mẫu không thay đổi trong khoảng thời gian rất ngắn này.

Giải nhanh:

a) (hạt). 

b) Ta có phương trình phóng xạ: 

Công thức tính số hạt nhân chất phóng xạ còn lại:

Từ đó ta có thể tính được số hạt nhân còn lại sau t = 10^-3s:

= 4939971990 hạt

Do đó số hạt nhân đã bị phân rã là: 28010 hạt

Vận dụng 1: Một mẫu chứa đồng vị là chất phóng xạ 27 với chu kì bán rã 5,27 năm, được sử dụng trong điều trị ung thư. Độ phóng xạ của mẫu khi mới sản xuất là H₀. Mẫu đó sẽ hết hạn sử dụng khi độ phóng xạ của nó giảm còn 0,70H₀. Xác định thời hạn sử dụng của mẫu đó.

Giải nhanh:

Ta có công thức tính độ phóng xạ của mẫu chất theo độ phóng xạ ban đầu, hằng số phóng xạ và thời gian t:

Vậy thời hạn sử dụng của mẫu đó khoảng 2,7118 năm.

V. ỨNG DỤNG CỦA PHÓNG XẠ VÀ AN TOÀN PHÓNG XẠ 

Câu 5: Tính chất nào của các tia phóng xạ là cơ sở cho phương pháp trị liệu bằng bức xạ?

Hình 3.9. Máy chiếu xạ chiếu chùm tia phóng xạ vào khối u trong cơ thể người bệnh.

Giải nhanh:

Tính chất của các tia phóng xạ là cơ sở cho phương pháp trị liệu bằng bức xạ là khả năng của chúng để xâm nhập vào mô tế bào và gây ra sự tổn thương hoặc tiêu diệt tế bào sống. Các tia phóng xạ, bao gồm cả tia X và tia gamma, có thể tác động lên các tế bào ung thư hoặc tế bào khối u một cách hiệu quả.

Vận dụng 2: Hạt nhân là chất phóng xạ có chu kì bán rã là 5 730 năm. Trong cây có chất phóng xạ do hấp thụ carbon dioxide từ không khí trong quá trình quang hợp. Độ phóng xạ của một mẫu gỗ tươi và một mẫu gỗ cổ đại đã chết cùng loài, cùng khối lượng lần lượt là 0,250 Bq và 0,215 Bq. Xác định xem mẫu gỗ cổ đại đã chết cách đây bao lâu.

Giải nhanh:

Ta có công thức tính độ phóng xạ của mẫu chất theo độ phóng xạ ban đầu, hằng số phóng xạ và thời gian t:

Trong đó , độ phóng xạ của mẫu gỗ cổ đại đã chết cùng loài:

Từ đó ta có:

Với T = 5730 năm

Vậy mẫu gỗ cổ đại đã chết cách đây khoảng t = 1246,8 năm.

Luyện tập 4: Giải thích tác dụng của những việc làm:

a. Nhắc các nguồn phóng xạ bằng kẹp dài.

b. Cất giữ các nguồn phóng xạ trong các hộp có vỏ chỉ dày.

c. Luôn mặc quần áo bảo hộ khi làm việc với các nguồn phóng xạ.

Giải nhanh:

a. Nhắc các nguồn phóng xạ bằng kẹp dài:

+ Khi làm việc với các nguồn phóng xạ, việc sử dụng kẹp dài giúp tạo ra khoảng cách an toàn giữa người làm việc và nguồn phóng xạ.

+ Khoảng cách an toàn giúp giảm nguy cơ tiếp xúc trực tiếp với phóng xạ, giảm nguy cơ bị phơi nhiễm và bảo vệ sức khỏe của người làm việc.

b. Cất giữ các nguồn phóng xạ trong các hộp có vỏ chỉ dày:

+ Các hộp có vỏ chỉ dày được thiết kế để chứa các nguồn phóng xạ một cách an toàn.

+ Vỏ chỉ dày giúp làm giảm lượng phóng xạ bức xạ ra ngoài và giữ cho nguồn phóng xạ được bảo quản và vận chuyển một cách an toàn.

c. Luôn mặc quần áo bảo hộ khi làm việc với các nguồn phóng xạ:

+ Quần áo bảo hộ được thiết kế để bảo vệ người lao động khỏi tiếp xúc trực tiếp với nguồn phóng xạ.

+ Nó cũng có thể bao gồm các phụ kiện bảo hộ như găng tay, kính bảo hộ và mặt nạ để bảo vệ toàn diện.

+ Sử dụng quần áo bảo hộ giúp giảm nguy cơ tiếp xúc với phóng xạ, ngăn chặn sự xâm nhập của chất phóng xạ vào cơ thể và bảo vệ sức khỏe của người lao động.

Vận dụng 3: Bạn đã gặp các biển báo như trong Hình 3.13 ở đâu? Bạn nên làm gì khi nhìn thấy những biển báo đó?

Giải nhanh:
Biển báo nguy hiểm do phóng xạ thường được đặt tại các khu vực hoặc cơ sở nơi có nguy cơ tiếp xúc với phóng xạ, chẳng hạn như các phòng điều trị bệnh, phóng xạ công nghiệp, các nhà máy điện hạt nhân, hoặc các cơ sở xử lý chất phóng xạ. Các biển báo này thông thường có các ký hiệu hoặc hình ảnh đặc biệt để chỉ ra sự hiện diện của nguy cơ phóng xạ.

Khi nhìn thấy các biển báo nguy hiểm do phóng xạ, bạn nên tuân thủ các hướng dẫn và biện pháp an toàn được liệt kê trên biển báo. Điều quan trọng là phải tuân thủ các hướng dẫn an toàn cụ thể cho khu vực