VnDoc.com

Đóng

Bạn đã dùng hết 1 lần làm bài Trắc nghiệm miễn phí. Mời bạn mua tài khoản VnDoc PRO để tiếp tục! Tìm hiểu thêm

Mua VnDoc PRO chỉ từ 79.000đ

Đóng

Bạn cần đăng nhập tài khoản Thành viên VnDoc để:

- Xem đáp án

- Nhận 1 lần làm bài trắc nghiệm miễn phí!

Đăng nhập

Luyện tập Công nghiệp hạt nhân (Khó)

Bài tập Vật lý 12 có đáp án

Dạng bài công nghiệp hạt nhân mức độ khó

Trong chương trình Vật lý 12, chuyên đề Công nghiệp hạt nhân không chỉ cung cấp kiến thức về lò phản ứng và năng lượng hạt nhân mà còn yêu cầu học sinh vận dụng công thức vào các bài toán thực tế. Ở mức độ vận dụng - vận dụng cao, bài tập thường đòi hỏi kết hợp nhiều dữ kiện và sử dụng linh hoạt các định luật bảo toàn. Vì vậy, luyện tập hệ thống bài tập có đáp án sẽ giúp học sinh củng cố kiến thức và nâng cao kỹ năng giải bài hiệu quả.

Thông hiểu Vận dụng Vận dụng cao

Bài kiểm tra này bao gồm 16 câu
Điểm số bài kiểm tra: 16 điểm
Xem lại kỹ lý thuyết trước khi làm bài
Chuẩn bị giấy và bút để nháp trước khi bắt đầu

00:00:00

Câu 1: Vận dụng cao
Chọn đáp án đúng
Một bệnh nhân điều trị ung thư bằng tia gamma lần đầu điều trị trong 10 phút. Sau 5 tuần điều trị lần 2. Hỏi trong lần 2 phải chiếu xạ trong thời gian bao lâu để bệnh nhân nhận được tia gamma như lần đầu tiên. Cho chu kì bán rã T = 70 ngày và coi $\Delta t \ll T$ .
- A.
  17 phút.
- B.
  10 phút.
- C.
  14 phút.
- D.
  20 phút.
Hướng dẫn:
Vì $\Delta t \ll T$ nên lượng tia gamma phóng xạ lần đầu là $\Delta N = N_{0}\lambda t$

Sau 5 tuần lượng phóng xạ trong nguồn phóng xạ sử dụng lần đầu còn:

$N = N_{0}e^{- \lambda t} = N_{0}e^{- \frac{ln2}{T}.\frac{T}{2}} = N_{0}e^{- \frac{ln2}{2}}$

Thời gian chiếu xạ lần này:

$\Delta N' = N_{0}e^{- \frac{ln2}{2}}(1 - e^{- \lambda\Delta t^{,}}) \approx N_{0}e^{- \frac{ln2}{2}}\lambda\Delta t^{,}$

Do đó $\Delta t' = e^{\frac{ln2}{2}}\Delta t = 14,1$ phút
Câu 2: Vận dụng

Ghi đáp án vào ô trống

Một nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện 182.10⁷ W, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân $_{92}^{235}\ U$ với hiệu suất 30%. Trung bình mỗi hạt $_{92}^{235}\ U$ phân hạch tỏa ra năng lượng 200 MeV. Xét trong 365 ngày hoạt động. Khối lượng hạt $_{92}^{235}\ U$ được tiêu thụ là bao nhiêu kg? Biết N_A = 6,02.10²³. (Kết quả làm tròn đến 4 chữ số có nghĩa).

Đáp án: 2330

Đáp án là:

Một nhà máy điện hạt nhân có công suất phát điện 182.10⁷ W, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân $_{92}^{235}\ U$ với hiệu suất 30%. Trung bình mỗi hạt $_{92}^{235}\ U$ phân hạch tỏa ra năng lượng 200 MeV. Xét trong 365 ngày hoạt động. Khối lượng hạt $_{92}^{235}\ U$ được tiêu thụ là bao nhiêu kg? Biết N_A = 6,02.10²³. (Kết quả làm tròn đến 4 chữ số có nghĩa).

Đáp án: 2330

Khối lượng $_{92}^{235}\ U$ được tiêu thụ là:

(5,97.10²⁷.235)/(6,02.10²³) $\approx$ 2330 kg
Câu 3: Vận dụng cao

Ghi đáp án vào ô trống

Dược chất phóng xạ FDG có thành phần là đồng vị $_{9}^{18}\ F$ với chu kì bán rã là 110 phút, được sử dụng trong chụp ảnh cắt lớp PET. Dược chất này được sản xuất bằng cách bắn phá vào các hạt đồng vị $_{8}^{18}\ O$ nhờ một loại hạt được tăng tốc bằng máy gia tốc. Trước khi chụp ảnh cắp lớp PET, bệnh nhân sẽ được tiêm liều lượng dược chất FDG để đảm bảo độ phóng xạ trên mỗi kg cân nặng là 0,1 mCi không đổi. Hai bệnh nhân cùng cân nặng, cùng sử dụng FDG trong cùng một đợt sản xuất, nhưng được tiêm ở 2 thời điểm cách nhau 60 phút.

Bệnh nhân 2 phải tiêm lượng FDG nhiều hơn bệnh nhân 1 bao nhiêu phần trăm? (Kết quả làm tròn đến 3 chữ số có nghĩa)

Đáp án: 28,2

Đáp án là:

Dược chất phóng xạ FDG có thành phần là đồng vị $_{9}^{18}\ F$ với chu kì bán rã là 110 phút, được sử dụng trong chụp ảnh cắt lớp PET. Dược chất này được sản xuất bằng cách bắn phá vào các hạt đồng vị $_{8}^{18}\ O$ nhờ một loại hạt được tăng tốc bằng máy gia tốc. Trước khi chụp ảnh cắp lớp PET, bệnh nhân sẽ được tiêm liều lượng dược chất FDG để đảm bảo độ phóng xạ trên mỗi kg cân nặng là 0,1 mCi không đổi. Hai bệnh nhân cùng cân nặng, cùng sử dụng FDG trong cùng một đợt sản xuất, nhưng được tiêm ở 2 thời điểm cách nhau 60 phút.

Bệnh nhân 2 phải tiêm lượng FDG nhiều hơn bệnh nhân 1 bao nhiêu phần trăm? (Kết quả làm tròn đến 3 chữ số có nghĩa)

Đáp án: 28,2

Gọi A₀ là lượng FDG ban đầu (tại thời điểm sản xuất).

Sau 60 phút, lượng FDG còn lại là:

A = A₀ * 2^(- 60/110) ≈ 0,78A₀.

Để đảm bảo liều lượng cho bệnh nhân thứ hai vẫn là 0,1 mCi/kg, cần phải tiêm thêm một lượng là:

A₀ - 0,78A₀ = 0,22A₀.

Phần trăm lượng FDG cần tiêm thêm cho bệnh nhân thứ hai so với bệnh nhân thứ nhất là:

(0,22A₀ / 0,78A₀) * 100% ≈ 28,2%.
Câu 4: Thông hiểu

Ghi đáp án vào ô trống

Một nhà máy A điện hạt nhân có công suất phát điện 182.10⁷ W, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân $_{92}^{235}\ U$ với hiệu suất 30%. Trung bình mỗi hạt $_{92}^{235}\ U$ phân hạch tỏa ra năng lượng 200 MeV. Xét trong 365 ngày hoạt động.

Số hạt $_{92}^{235}\ U$ cần cung cấp là y.10²⁷ hạt. Giá trị của y là bao nhiêu? (Kết quả làm tròn đến 3 chữ số có nghĩa).

Đáp án: 5,97

Đáp án là:

Một nhà máy A điện hạt nhân có công suất phát điện 182.10⁷ W, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân $_{92}^{235}\ U$ với hiệu suất 30%. Trung bình mỗi hạt $_{92}^{235}\ U$ phân hạch tỏa ra năng lượng 200 MeV. Xét trong 365 ngày hoạt động.

Số hạt $_{92}^{235}\ U$ cần cung cấp là y.10²⁷ hạt. Giá trị của y là bao nhiêu? (Kết quả làm tròn đến 3 chữ số có nghĩa).

Đáp án: 5,97

Số hạt U cần cung cấp là:

(1,91.10¹⁷)/(200.1,6.10^-13) $\approx$ 5,97.10²⁷ hạt
Câu 5: Thông hiểu
Ưu điểm của dược chất phóng xạ trong điều trị ung thư
Ưu điểm của việc sử dụng dược chất phóng xạ trong điều trị ung thư là
- A.
  tiêu diệt được tất cả các tế bào ung thư.
- B.
  chi phí điều trị rất thấp.
- C.
  có thể tiêu diệt tế bào ung thư ở những vị trí khó tiếp cận.
- D.
  không gây ra tác dụng phụ.
Hướng dẫn:
Ưu điểm của việc sử dụng dược chất phóng xạ trong điều trị ung thư là có thể tiêu diệt tế bào ung thư ở những vị trí khó tiếp cận.
Câu 6: Vận dụng
Tính thể tích máu có trong người
Tiêm 10 cm³ dung dịch chứa đồng vị phóng xạ ²⁴Na với nồng độ 10^-3 mol/l vào tĩnh mạch của một người. Sau 6 giờ lấy 10 cm³ máu của người đó thì thấy có 1,5.10^-8 mol ²⁴Na trong đó. Cho chu kì bán rã của ²⁴Na là 15h. Thể tích của máu có trong người là
- A.
  5,1 lít.
- B.
  4,1 lít.
- C.
  3,2 lít.
- D.
  6,2 lít.
Hướng dẫn:
Số mol Na tiêm vào người là n₀ = 10^-2.10^-3 = 10^-5 mol

Số mol còn lại sau 6h là n = 10^-5 . e^-0,693.6/15 = 7,6.10^-6 mol

Thể tích máu là V = (7,6.10^-6 . 10^-2) / (1,5.10^-8) = 5,1 lít
Câu 7: Thông hiểu

Ghi đáp án vào ô trống

Một nhà máy A điện hạt nhân có công suất phát điện 182.10⁷ W, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân $_{92}^{235}\ U$ với hiệu suất 30%. Trung bình mỗi hạt $_{92}^{235}\ U$ phân hạch tỏa ra năng lượng 200 MeV. Xét trong 365 ngày hoạt động.

Năng lượng phân hạch cần để chuyển hóa thành điện năng là x.10¹⁷ J. Giá trị của x là bao nhiêu? (Kết quả làm tròn đến 3 chữ số có nghĩa).

Đáp án: 1,91

Đáp án là:

Một nhà máy A điện hạt nhân có công suất phát điện 182.10⁷ W, dùng năng lượng phân hạch của hạt nhân $_{92}^{235}\ U$ với hiệu suất 30%. Trung bình mỗi hạt $_{92}^{235}\ U$ phân hạch tỏa ra năng lượng 200 MeV. Xét trong 365 ngày hoạt động.

Năng lượng phân hạch cần để chuyển hóa thành điện năng là x.10¹⁷ J. Giá trị của x là bao nhiêu? (Kết quả làm tròn đến 3 chữ số có nghĩa).

Đáp án: 1,91

Ta có:

A = (182.10⁷.365.3600).0,3 $\approx$ 1,91.10¹⁷ J
Câu 8: Thông hiểu
Chọn đáp án thích hợp
Tia phóng xạ không chỉ được sử dụng trong y tế mà còn được sử dụng để
- A.
  khử trùng, khử khuẩn.
- B.
  sản xuất điện năng.
- C.
  điều khiển thời tiết.
- D.
  tạo ra các vụ nổ hạt nhân.
Hướng dẫn:
Tia phóng xạ không chỉ được sử dụng trong y tế mà còn được sử dụng để khử trùng, khử khuẩn.
Câu 9: Vận dụng
Tính lượng urani
Giả sử, một nhà máy điện hạt nhân dùng nhiên liệu urani $_{92}^{235}\ U$ . Biết công suất phát điện là 500 MW và hiệu suất chuyển hóa năng lượng hạt nhân thành điện năng là 20%. Cho rằng khi một hạt nhân urani $_{92}^{235}\ U$ phân hạch thì toả ra năng lượng là 3,2.10^–11 J. Lấy N_A = 6,02.10²³ mol^–1 và khối lượng mol của $_{92}^{235}\ U$ là 235 g/mol. Nếu nhà máy hoạt động liên tục thì lượng urani $_{92}^{235}\ U$ mà nhà máy cần dùng trong 365 ngày là
- A.
  962 kg.
- B.
  1121 kg.
- C.
  1352,5 kg.
- D.
  1421 kg.
Hướng dẫn:
Năng lượng thực tế cần cung cấp trong 356 ngày là:

$500.10^{6}.\frac{100}{20}.365.86400 = 7,884.10^{16}J$

Khối lượng U cần dùng là

$M = \frac{7,884.10^{16}}{3,2.10^{- 11}.6,02.10^{23}}.0,235kg$ =962 kg
Câu 10: Thông hiểu
Chọn kết luận đúng
Vì sao vật liệu chứa chất thải hạt nhân cần có độ bền rất cao?
- A. Vì chất thải hạt nhân cần được xử lí sau thời gian dài.
- B. Vì chất thải hạt nhân có nhiệt độ cao, có thể ảnh hưởng tới môi trường.
- C. Vì chu kì bán rã của một số đồng vị của hạt nhân đã qua sử dụng là rất lớn.
- D. Vì chất thải hạt nhân nếu bị thấm nước sẽ bị phát tán vào môi trường.
Hướng dẫn:
Vì chu kì bán rã của một số đồng vị của hạt nhân đã qua sử dụng là rất lớn nên vật liệu chứa chất thải hạt nhân có độ bền rất cao.
Câu 11: Vận dụng cao
Tính thời gian theo yêu cầu
Một bệnh nhân điều trị ung thư bằng tia gamma lần đầu điều trị trong 30 phút. Cứ sau 1 tháng thì bệnh nhân phải tới bệnh viện khám bệnh và tiếp tục chiếu xạ. Hỏi chiếu xạ lần thứ 3 phải tiến hành trong bao lâu để bệnh nhân nhận được tia gamma như lần đầu tiên. Cho chu kì bán rã của đồng vị phóng xạ là T = 4 tháng và coi $\Delta t \ll T$ .
- A.
  20 phút.
- B.
  28,2 phút.
- C.
  40 phút.
- D.
  42,42 phút.
Hướng dẫn:
Vì $\Delta t \ll T$ nên lượng tia gamma phóng xạ lần đầu là $\Delta N = N_{0}\lambda t$

Sau 2 tháng lượng phóng xạ trong nguồn phóng xạ sử dụng lần đầu còn:

$N = N_{0}e^{- \lambda t} = N_{0}e^{- \frac{ln2}{T}.\frac{T}{2}} = N_{0}e^{- \frac{ln2}{2}}$

Thời gian chiếu xạ lần này:

$\Delta N' = N_{0}e^{- \frac{ln2}{2}}(1 - e^{- \lambda\Delta t^{,}}) \approx N_{0}e^{- \frac{ln2}{2}}\lambda\Delta t^{,}$

Do đó $\Delta t' = e^{\frac{ln2}{2}}\Delta t = 42,42$ phút
Câu 12: Vận dụng
Tính khối lượng của mẫu phóng xạ
Các tính chất của phân rã phóng xạ được ứng dụng để chế tạo Pin nguyên tử. Pin nguyên tử có độ tin cậy cao, dung lượng pin có thể duy trì được ở mức cao trong thời gian dài khi sử dụng nguồn phóng xạ có chu kì bán rã lớn. Pin thường được sử dụng cho các nhiệm vụ đòi hỏi nhu cầu cao như thiết bị y tế hoặc các chuyến du hành vũ trụ dài ngày. Đồng vị phóng xạ được cho vào pin là ²³⁸Pu có chu kì bán rã là 87,7 năm và độ phóng xạ của mẫu là 2,5 Ci.

Khối lượng của mẫu phóng xạ có trong pin nguyên tử là
- A.
  0,25 g.
- B.
  0,15 g.
- C.
  0,18 g.
- D.
  0,28 g.
Hướng dẫn:
Ta có:

$H = 2,5\ Ci = \lambda N \Rightarrow N = 3,69.10^{20}$

Khối lượng mẫu $m = \frac{N}{N_{A}}.238 = \frac{3,69.10^{20}}{6,02.10^{23}}.238 \approx 0,15g$
Câu 13: Thông hiểu
Tác dụng của dược chất phóng xạ
Trong điều trị ung thư, dược chất phóng xạ có tác dụng gì đối với tế bào ung thư?
- A.
  Tiêu diệt tế bào ung thư bằng tia phóng xạ.
- B.
  Biến đổi tế bào ung thư thành tế bào bình thường.
- C.
  Làm cho tế bào ung thư phân chia nhanh hơn.
- D.
  Kích thích tế bào ung thư phát triển nhanh hơn.
Hướng dẫn:
Trong điều trị ung thư, dược chất phóng xạ có tác dụng tiêu diệt tế bào ung thư bằng tia phóng xạ.
Câu 14: Vận dụng

Ghi đáp án vào ô trống

Dược chất phóng xạ FDG có thành phần là đồng vị $_{9}^{18}\ F$ với chu kì bán rã là 110 phút, được sử dụng trong chụp ảnh cắt lớp PET. Dược chất này được sản xuất bằng cách bắn phá vào các hạt đồng vị $_{8}^{18}\ O$ nhờ một loại hạt được tăng tốc bằng máy gia tốc. Trước khi chụp ảnh cắp lớp PET, bệnh nhân sẽ được tiêm liều lượng dược chất FDG để đảm bảo độ phóng xạ trên mỗi kg cân nặng là 0,1 mCi không đổi. Hai bệnh nhân cùng cân nặng, cùng sử dụng FDG trong cùng một đợt sản xuất, nhưng được tiêm ở 2 thời điểm cách nhau 60 phút.

Hạt dùng để bắn phá $_{8}^{18}\ O$ có số khối bằng bao nhiêu? Biết sản phẩm bắn phá còn có neutron và phát xạ tia Gamma.

Đáp án: 1

Đáp án là:

Dược chất phóng xạ FDG có thành phần là đồng vị $_{9}^{18}\ F$ với chu kì bán rã là 110 phút, được sử dụng trong chụp ảnh cắt lớp PET. Dược chất này được sản xuất bằng cách bắn phá vào các hạt đồng vị $_{8}^{18}\ O$ nhờ một loại hạt được tăng tốc bằng máy gia tốc. Trước khi chụp ảnh cắp lớp PET, bệnh nhân sẽ được tiêm liều lượng dược chất FDG để đảm bảo độ phóng xạ trên mỗi kg cân nặng là 0,1 mCi không đổi. Hai bệnh nhân cùng cân nặng, cùng sử dụng FDG trong cùng một đợt sản xuất, nhưng được tiêm ở 2 thời điểm cách nhau 60 phút.

Hạt dùng để bắn phá $_{8}^{18}\ O$ có số khối bằng bao nhiêu? Biết sản phẩm bắn phá còn có neutron và phát xạ tia Gamma.

Đáp án: 1

Phương trình phản ứng: $\ _{8}^{18}O +_{1}^{1}\ p \rightarrow_{9}^{18}F +_{0}^{1}\ n + \gamma$ .

Hạt dùng bắn phá là proton nên có số khối là 1.
Câu 15: Vận dụng
Tính thời gian thay pin
Các tính chất của phân rã phóng xạ được ứng dụng để chế tạo Pin nguyên tử. Pin nguyên tử có độ tin cậy cao, dung lượng pin có thể duy trì được ở mức cao trong thời gian dài khi sử dụng nguồn phóng xạ có chu kì bán rã lớn. Pin thường được sử dụng cho các nhiệm vụ đòi hỏi nhu cầu cao như thiết bị y tế hoặc các chuyến du hành vũ trụ dài ngày. Đồng vị phóng xạ được cho vào pin là ²³⁸Pu có chu kì bán rã là 87,7 năm và độ phóng xạ của mẫu là 2,5 Ci.

Suất điện động của pin tỉ lệ với độ phóng xạ. Người ta sẽ thay pin khi công suất giảm 50% so với giá trị công suất ban đầu. Người bệnh cần mổ để thay pin nguyên tử cho thiết bị điều hòa điện tim sau bao nhiêu năm?
- A.
  45,5 năm.
- B.
  43,3 năm.
- C.
  35,5 năm.
- D.
  34,3 năm.
Hướng dẫn:
Công suất pin tỉ lệ với bình phương suất điện động.

Công suất giảm đi 50% thì suất điện động giảm đi $\sqrt{0,5} = 0,71$ lần.

Giá trị này cũng là độ giảm của độ phóng xạ.

Vậy thời gian cần thay pin là t = T.log₂0,71=43,3 năm.
Câu 16: Thông hiểu

Ghi đáp án vào ô trống

Dược chất phóng xạ FDG có thành phần là đồng vị $_{9}^{18}\ F$ với chu kì bán rã là 110 phút, được sử dụng trong chụp ảnh cắt lớp PET. Dược chất này được sản xuất bằng cách bắn phá vào các hạt đồng vị $_{8}^{18}\ O$ nhờ một loại hạt được tăng tốc bằng máy gia tốc. Trước khi chụp ảnh cắp lớp PET, bệnh nhân sẽ được tiêm liều lượng dược chất FDG để đảm bảo độ phóng xạ trên mỗi kg cân nặng là 0,1 mCi không đổi. Hai bệnh nhân cùng cân nặng, cùng sử dụng FDG trong cùng một đợt sản xuất, nhưng được tiêm ở 2 thời điểm cách nhau 60 phút.

Độ phóng xạ của FDG khi tiêm cho bệnh nhân 2 là bao nhiêu mCi?

Đáp án: 0,1

Đáp án là:

Dược chất phóng xạ FDG có thành phần là đồng vị $_{9}^{18}\ F$ với chu kì bán rã là 110 phút, được sử dụng trong chụp ảnh cắt lớp PET. Dược chất này được sản xuất bằng cách bắn phá vào các hạt đồng vị $_{8}^{18}\ O$ nhờ một loại hạt được tăng tốc bằng máy gia tốc. Trước khi chụp ảnh cắp lớp PET, bệnh nhân sẽ được tiêm liều lượng dược chất FDG để đảm bảo độ phóng xạ trên mỗi kg cân nặng là 0,1 mCi không đổi. Hai bệnh nhân cùng cân nặng, cùng sử dụng FDG trong cùng một đợt sản xuất, nhưng được tiêm ở 2 thời điểm cách nhau 60 phút.

Độ phóng xạ của FDG khi tiêm cho bệnh nhân 2 là bao nhiêu mCi?

Đáp án: 0,1

Ta có:

$H_{2} = \lambda(N_{1} - N_{1}e^{- \lambda t} + N_{them}) = H_{1}$ = 0,1 mCi

Chia sẻ bởi:
Nhân Mã

1

4

Xác thực tài khoản!

Theo Nghị định 147/2024/ND-CP, bạn cần xác thực tài khoản trước khi sử dụng tính năng này. Chúng tôi sẽ gửi mã xác thực qua SMS hoặc Zalo tới số điện thoại mà bạn nhập dưới đây:

Số điện thoại chưa đúng định dạng!

Sắp xếp theo

Xóa Đăng nhập để Gửi

Trắc nghiệm Vật lí 12

Xem thêm

Mầm non

Lớp 1

Lớp 2

Lớp 3

Lớp 4

Lớp 5

Lớp 6

Lớp 7

Lớp 8

Lớp 9

Lớp 10

Lớp 11

Lớp 12

Thi vào lớp 6

Thi vào lớp 10

Thi Tốt Nghiệp THPT

Đánh Giá Năng Lực

Khóa Học Trực Tuyến

Hỏi bài

Trắc nghiệm Online

Tiếng Anh

Thư viện Học liệu

Bài tập Cuối tuần

Bài tập Hàng ngày

Thư viện Đề thi

Giáo án - Bài giảng

Tất cả danh mục

Luyện tập Công nghiệp hạt nhân (Khó)

Dạng bài công nghiệp hạt nhân mức độ khó

Chúc mừng Bạn đã hoàn thành bài!

Trắc nghiệm Vật lí 12

Luyện tập Cấu trúc hạt nhân (trung bình)

Luyện tập Cấu trúc hạt nhân (Dễ)

Luyện tập Phản ứng hạt nhân và năng lượng liên kết (Trung bình)

Trắc nghiệm đúng sai Cấu trúc hạt nhân

Luyện tập Cấu trúc hạt nhân (Khó)

Luyện tập Phản ứng hạt nhân và năng lượng liên kết (khó)