Up5me
Trang chủ > Câu hỏi lẻ > L3GlzttFpQUQ

Đề bài

Một lượng phóng xạ \({}_{11}^{22}Na\) có 107 nguyên tử đặt cách màn huỳnh quang mộ. khoảng 1 cm, màn có diện tích 10cm. Biết chu kì bán rã của \({}_{11}^{22}Na\)là 2,6 năm, coi một năm có 365 ngày. Cứ một nguyên tử phân rã tạo ra một hạt phóng xạ β và mỗi hạt phóng xạ đập vào màn huỳnh quang phát ra một chấm sáng. Xác định số chấm sáng trên màn sau 10 phút.

Đáp án:
Đáp án đúng:
4
0

Xem lời giải

Phương pháp giải

Lời giải chi tiết


Để giải bài toán này, trước tiên chúng ta cần tính toán số lượng hạt beta (β) được tạo ra sau thời gian 10 phút.

Với chu kì bán rã \( T_{1/2} = 2,6 \) năm, chúng ta trước hết cần chuyển đổi thời gian từ phút sang năm:
\[ 10 \text{ phút} = 10 / (60 \times 24 \times 365) \text{ năm} \]\
Các bạn có thể tính toán số năm theo công thức trên:
\[ \text{Thời gian (năm)} = \frac{10}{525600} \approx 1.902 \times 10^{-5} \text{ năm} \]

Sử dụng công thức phóng xạ để tính sự phân rã theo thời gian \( t \):
\[ N_t = N_0 \times \left( \frac{1}{2} \right)^{\frac{t}{T_{1/2}}} \]
Với \( N_0 = 10^7 \) là số nguyên tử ban đầu và \( N_t \) là số nguyên tử còn lại sau thời gian \( t \).
\[ N_t = 10^7 \times \left( \frac{1}{2} \right)^{\frac{1.902 \times 10^{-5}}{2.6}} \]

Do \( t / T_{1/2} \approx 7.315 \times 10^{-6} \), nên có thể dùng khai triển gần đúng của hàm mũ:
\[ 2^{-x} \approx 1 - 0.693 x \text{ khi } x \text{ rất nhỏ} \]
Từ đó với \( x = 7.315 \times 10^{-6} \), ta có:
\[ N_t \approx 10^7 \times (1 - 0.693 \times 7.315 \times 10^{-6}) \]
Vậy số nguyên tử còn lại \( N_t \approx 10^7 - 10^7 \times 0.693 \times 7.315 \times 10^{-6} \approx 9999951 \]

Số nguyên tử đã phân rã là:
\[ \Delta N = N_0 - N_t = 10^7 - 9999951 = 49 \]

Số chấm sáng trên màn huỳnh quang cũng chính là \( \Delta N = 49 \) vì mỗi lần một nguyên tử phân rã, tạo ra một hạt β, sẽ tương ứng một chấm sáng.

Kết luận: Số chấm sáng xuất hiện trên màn sau 10 phút là \( 49 \) chấm.

Chú ý khi giải

  • Cần chú ý đơn vị thời gian khi tính chu kì bán rã, tránh nhầm lẫn giữa phút, ngày và năm.
  • Với những bài toán như thế này, gần đúng thường được sử dụng khi t/T nhỏ.
  • Cần chú ý xem xét các phát xạ, hạt phóng xạ khác khi có liên quan đến màn huỳnh quang và số chấm sáng.