Phóng Xạ Vật Lý 12: Lý Thuyết và Giải Bài Tập SGK

Hiện tượng phóng xạ được một nhà Vật lý học người Pháp phát hiện và đặt tên vào năm 1986. Sau đó, nhiều nhà vật lý học khác cũng tìm ra được hiện tượng này trong quá trình nghiên cứu. Đến nay, phóng xạ cũng được đưa vào chương trình giáo dục phổ thông. Trong bài viết này, Marathon Education sẽ tổng hợp cho các em một số kiến thức liên quan đến phóng xạ Vật lý 12. Các em hãy theo dõi để hiểu rõ hơn về hiện tượng này nhé. 

Hiện tượng phóng xạ

Phóng xạ Vật Lý 12 nói về hiện tượng phóng xạ là quá trình hạt nhân không bền vững phân rã tự phát. Quá trình phân rã này tạo ra các hạt và có thể sẽ kèm theo các bức xạ điện từ được phát ra. Trong đó, hạt nhân tự phân rã được gọi là hạt nhân mẹ còn các hạt nhân được tạo thành từ quá trình phân rã được gọi là hạt nhân còn.

Các loại phóng xạ

• Phóng xạ anpha (α):

{A \atop Z}X \rightarrow {4 \atop 2}He + {{A-4} \atop {Z-2}}Y

Tia α là dòng của hạt nhân chuyển động với tốc độ m/s đi được vài cm trong không khí, khoảng vài µm trong vật rắn và không thể xuyên qua được tấm bì dày chỉ 1mm

• Phóng xạ bêta (β): Tia phóng xạ β có tốc độ phóng xấp xỉ với tốc độ của ánh sáng. Trong không khí, tia β có thể đi được khoảng vài mét và vài mm trong kim loại. Phóng xạ β có β- và β+

Phóng xạ bêta trừ (β−): là dòng electron β− hoặc

{A \atop Z} X \rightarrow {\space\space\space0 \atop {-1}}e + {\space\space A \atop {Z+1}}Y
\Bigg({1 \atop 0}n\rightarrow {\space\space\space0 \atop {-1}}e + {1 \atop {1}}p\Bigg)

Phóng xạ bêta cộng (β+): là dòng electron dương (pozitron) => β+ hoặc

• Phóng xạ gamma (γ): Tia gamma có bản chất là sóng điện từ với bước sóng cực ngắn. Tia gamma có thể đi qua được vài mét trong bê tông và vài cm trong chì. Phóng xạ nhân tạo: đây là phóng xạ do con người tạo ra.

{A \atop Z} X + {1 \atop 0} n \rightarrow {A+1 \atop Z} X

Định luật phóng xạ

Chu kì bán rã

Trong nội dung phóng xạ Vật Lý 12 các em sẽ biết đến chu kỳ bán rã. Đây là thời gian mà qua đó số lượng các hạt nhân của một khối chất phóng xạ ban đầu chỉ còn lại 50%. 50% các hạt nhân của khối chất bị phân rã. Chu kỳ bán rã được ký hiệu là T.

Hằng số phóng xạ

Bài học phóng xạ Vật lý 12 cho biết hằng số phóng xạ là đại lượng đặc trưng cho nuclide phóng xạ đang được xét. Để tính hằng số phóng xạ, các em hãy áp dụng công thức:

\lambda = \frac{ln2}{T}

Qua đó, các em có thể thấy hằng số phóng xạ tỉ lệ nghịch với chu kì bán rã.

Định luật phóng xạ

Định luật phóng xạ trong nội dung phóng xạ Vật Lý 12 cụ thể như sau: Đặc trưng cho mỗi chất phóng xạ là thời gian T. Cứ sau ,một khoảng thời gian T xác định, một nửa hạt nhân có hiện tượng phân rã, biến thành những hạt nhân khác.

Gọi N0 là số hạt nhân ban đầu còn N là số hạt nhân còn lại ở thời điểm t. Ta có:

t = 0 thì số hạt nhân là N0

t = T thì số hạt nhân còn lại sẽ là N0/2

t = 2T thì số hạt nhân còn lại sẽ là N0/4

t = 3T thì số hạt nhân còn lại sẽ là N0/8

Khi t = k.T thì số hạt nhân còn lại sẽ là:

Như vậy, số hạt còn lại được tính như sau:

Số hạt đã phân rã sẽ là: 

Ứng dụng phóng xạ

Ngoài các đồng vị phóng xạ tự nhiên có sẵn, con người còn tạo ra các đồng vị phóng xạ nhân tạo. Các đồng vị phóng xạ nhân tạo này được ứng dụng trong các lĩnh vực như y học, sinh học, hóa học,…

Đặc biệt, trong lĩnh vực y học, các đồng vị phóng xạ hạt nhân có thời gian phân rã nhanh chóng được dùng để chẩn đoán bệnh. Một số đồng vị phóng xạ khác có thời gian phân rã dài hơn sẽ đưa vào cơ thể để theo dõi sự xâm nhập và di chuyển của các nguyên tố bên trong cơ thể. Từ đó có thể theo dõi tình trạng bệnh lý và đưa ra phương pháp điều trị, đây được gọi là phương pháp nguyên tử đánh dấu.

Trong lĩnh vực công nghiệp, một số đồng vị phóng xạ được sử dụng để chụp X-quang công nghiệp, chẳng hạn tia gamma được dùng để kiểm tra bên trong mối hàn đã toàn vẹn hay chưa. Ngoài ra, đồng vị phóng xạ cũng có thể dùng để đo độ dày của vật liệu, đo mực chất lỏng trong thùng chứa,…

Với lĩnh vực khảo cổ học, phương pháp cacbon cũng được ứng dụng để xác định niên đại của các loại cổ vật. 

Tham khảo ngay các khoá học online của Marathon Education

Trên đây là toàn bộ thông tin và nội dung  phóng xạ Vật Lý 12. Mong rằng những kiến thức tổng hợp này sẽ giúp các em thuận lợi trong quá trình ôn luyện và làm bài. Hãy liên hệ ngay với Marathon để được tư vấn nếu các em có nhu cầu học online nâng cao kiến thức nhé! Marathon Education chúc các em được điểm cao trong các bài kiểm tra và kỳ thi sắp tới!