Slide bài giảng Vật lí 12 Cánh diều bài 3: Phóng xạ

Tóm lược nội dung

BÀI 3: PHÓNG XẠ

MỞ ĐẦU

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

Trả lời rút gọn: 

Quá trình phóng xạ xảy ra khiến cho lượng trong xác sinh vật giảm dần theo thời gian.

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.

Trả lời rút gọn: 

Các tia , và đều là các dòng hạt mang điện do đó các tia này đều bị lệch trong điện trường. Tia và mang điện dương nên lệch về phía bản âm, còn mang điện âm nên lệch về phía bản dương. Còn tia không mang điện nên không bị lệch trong điện trường.

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

Trả lời rút gọn: 

• Tia α không thể xuyên qua tờ bìa dày 1mm.

• Tia β có thể xuyên qua tờ bìa dày 1mm nhưng không thể xuyên qua lá nhôm dày vài mm.

• Tia γ có thể xuyên qua tờ bìa dày 1mm và lá nhôm dày vài mm, nhưng không thể xuyên qua tấm chì dày vài cm.

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. 

Trả lời rút gọn: 

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?

Trả lời rút gọn: 

=

=> => 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? 

Trả lời rút gọn: 

Độ phóng xạ của một mẫu chất phóng xạ phụ thuộc vào:

+ Hằng số phóng xạ.

+ Khối lượng và loại chất phóng xạ.

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? 

Trả lời rút gọn: 

Độ phóng xạ: 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.

Trả lời rút gọn: 

a) =>(hạt). 

b) Số hạt nhân chất phóng xạ còn lại sau t = 10^-3s: 

= 4939971990 hạt

Số hạt nhân đã bị phân rã là: 28010 hạt

Phương trình:

Từ phương trình trên, 1 hạt nhân bị phóng xạ phát ra 1 hạt positron.

=> Số hạt positron mẫu chất phát ra trong khoảng thời gian 1,00 ms 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.

Trả lời rút gọn: 

=>

=>

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.

Trả lời rút gọn: 

Tính truyền thẳng theo mọi hướng và khả năng đâm xuyên qua vật chất của các tia phóng xạ là cơ sở cho phương pháp trị liệu bằng bức xạ.

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.

Trả lời rút gọn: 

Ta có: =>

=>

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. Nhấc 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.

Trả lời rút gọn: 

a. Nhấc các nguồn phóng xạ bằng kẹp dài nhằm đảm bảo 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 chì dày giúp ngăn chặn 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 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?

Trả lời rút gọn: 

Biển báo nguy hiểm do phóng xạ thường được đặt ở các khu vực như phòng điều trị bệnh, cơ sở công nghiệp phóng xạ, nhà máy điện hạt nhân, hoặc các cơ sở xử lý chất phóng xạ. Khi gặp các biển báo này, cần tuân thủ các nguyên tắc an toàn phóng xạ, như hạn chế thời gian tiếp xúc, đảm bảo khoảng cách an toàn, sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân và theo dõi hướng dẫn cụ thể từ nhân viên an toàn hoặc có kinh nghiệm trong lĩnh vực phóng xạ. Nếu không được đào tạo hoặc có kinh nghiệm cần thiết, phải tránh xa khu vực đó và báo cáo cho nhân viên chuyên môn hoặc cơ quan quản lý an toàn.