30 Bài toán liên quan đến năng lượng liên kết hạt nhân (có lời giải)

Cho ba hạt nhân X, Y và Z có số nuleleon tương ứng là \({A_X},{A_Y}\) và \({A_Z}\) với \({{\rm{A}}_{\rm{X}}} = 2\;{{\rm{A}}_Y} = 0,5\;{{\rm{A}}_{\rm{Z}}}.\) Biết năng lượng liên kết riêng của từng hạt nhân tương ứng là \(\Delta {{\rm{E}}_{\rm{X}}},\Delta {{\rm{E}}_{\rm{Y}}}\) và \(\Delta {{\rm{E}}_{\rm{Z}}}\) với \(\Delta {{\rm{E}}_{\rm{Z}}} < \Delta {{\rm{E}}_{\rm{X}}} < \Delta {{\rm{E}}_{\rm{Y}}}.\) Các hạt nhân này được sắp xếp theo thứ tự tính bền vững giảm dần như:

Cho hạt nhân \({}_1^{\rm{3}}{\rm{T,}}\)hạt proton và hạt neutron và hạt nhân lần lượt là \({{\rm{m}}_{\rm{p}}}{\rm{ = 1,0073 u,}}\)\({m_n} = 1,0087{\rm{ u,}}\)\(m = 3,0161{\rm{ u}}{\rm{.}}\)Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân \({}_1^{\rm{3}}{\rm{T}}\) là bao nhiêu?

Biết khối lượng của proton, neutron, hạt nhân \({}_8^{16}O\) lần lượt là \(m_p = 1,0073u\), \(m_n = 1,0087u\), \(m_O = 15,9904u\). Lấy \(1u = 931,5 MeV/c^2\). Năng lượng liên kết của hạt nhân \({}_8^{16}O\) xấp xỉ bằng bao nhiêu MeV?

Cho khối lượng của hạt nhân \({}_{{\rm{47}}}^{{\rm{107}}}{\rm{Ag }}l\`a {\rm{ }}106,8783u\) của neutron là\({\rm{ }}1,0087u;\)của proton là\({\rm{ }}1,0073u.\) Độ hụt khối của hạt nhân \({}_{{\rm{47}}}^{{\rm{107}}}{\rm{Ag}}\) là bao nhiêu?

Cần phải bắn một photon có năng lượng tối thiểu bằng bao nhiêu vào hạt nhân deuteri \(_1^2{\rm{D}}\) (là đồng vị của hydrogen với một neutron và một proton trong hạt nhân) để phân tách hạt nhân này thành một neutron và một proton riêng rẽ? Biết rằng mD = 2,01355 amu, mp =1,00728 amu và mn = 1,00867 amu.

Xét hai hạt nhân X và Y, nếu số proton của hạt nhân X bằng số neutron của hạt nhân Y và ngược lại, số neutron của hạt nhân X bằng số proton của hạt nhân Y thì hai hạt nhân đó được gọi là một cặp hạt nhân gương. Xét một cặp hạt nhân gương \(_{12}^{23}{\rm{Mg}}\) và \(_{11}^{23}{\rm{Na}}\) có khối lượng lần lượt là \({m_{{\rm{Mg}}}} = 22,99413{\rm{amu}}\) và \({m_{{\rm{Na}}}} = 22,98373{\rm{amu}}.\) Hạt nhân nào có năng lượng liên kết lớn hơn và lớn hơn bao nhiêu MeV? Biết rằng \({m_{\rm{p}}} = 1,00728{\rm{amu}},{m_{\rm{n}}} = 1,00867{\rm{amu}}.\)

Hạt nhân \(_{26}^{56}{\rm{Fe}}\) là một trong những hạt nhân bền vững nhất trong tự nhiên (độ phổ biến đến \(91,754\% \) trữ lượng các đồng vị sắt trong tự nhiên), trong khi đó hạt nhân nhẹ deuteri \(_1^2{\rm{D}}\) lại kém bền (độ phổ biến vào khoảng \(0,015\% \) trữ lượng các đồng vị hydrogen). Hãy cho biết năng lượng liên kết riêng của \(_{26}^{56}{\rm{Fe}}\) lớn hơn năng lượng liên kết riêng của \(_1^2{\rm{D}}\) bao nhiêu lần. Cho biết \({m_{{\rm{Fe}}}} = 55,93494{\rm{amu}},\)\({m_{\rm{D}}} = 2,01355{\rm{amu}},{m_{\rm{p}}} = 1,00728{\rm{amu}}\) và \({m_{\rm{n}}} = 1,00867{\rm{amu}}.\)

Tính năng lượng liên kết riêng của \(_{15}^{30}{\rm{P}}\), biết khối lượng của hạt nhân \(_{15}^{30}{\rm{P}}\), proton và neutron lần lượt là \({m_{\rm{p}}} = 29,97005{\rm{amu}},{m_{\rm{p}}} = 1,00728{\rm{amu}}\) và \({m_{\rm{n}}} = 1,00867{\rm{amu}}.\)

Tính năng lượng liên kết của \(_{13}^{27}{\rm{Al}}\), biết khối lượng của hạt nhân \(_{13}^{27}{\rm{Al}}\), proton và neutron lần lượt là \({m_{{\rm{Al}}}} = 26,97435{\rm{amu}},{m_{\rm{p}}} = 1,00728{\rm{amu}}\) và \({m_{\rm{n}}} = 1,00867{\rm{amu}}.\)

Cho khối lượng của proton, neutron, hạt nhân \(_1^3\;{\rm{T}}\), hạt nhân \(_{95}^{244}{\rm{Am}}\) lần lượt là \({m_{\rm{p}}} = 1,007276{\rm{amu}},{m_{\rm{n}}} = 1,008665{\rm{amu}},{m_{\rm{T}}} = 3,016049{\rm{amu}}\) và \({m_{{\rm{Am}}}} = 244,064279{\rm{amu}}.\) Nhận xét nào sau đây đúng?