Với giải Hoạt động 2 trang 107 Vật lí 12 Kết nối tri thức chi tiết trong Bài 23: Hiện tượng phóng xạ giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập Vật lí 12. Mời các bạn đón xem:

Giải bài tập Vật lí 12 Bài 23: Hiện tượng phóng xạ

Hoạt động 2 trang 107 Vật Lí 12: Giải thích lí do tại sao các tia α, β, γ và γ có khả năng đâm xuyên khác nhau.

Lời giải:

Khả năng đâm xuyên của các tia phóng xạ khác nhau vì:

- Tia α làm ion hoá mạnh các nguyên tử trên đường đi của nó và mất năng lượng rất nhanh nên nó chỉ đi được khoảng 8 cm trong không khí và không xuyên qua được tờ bìa dày 1 mm.

- Tia β cũng làm ion hoá môi trường nhưng yếu hơn so với tia α nên nó có thể đi được quãng đường dài hơn, tới vài mét trong không khí và có thể xuyên qua được lá nhôm dày cỡ milimét.

- Tia γ là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn (dưới 10^-11 m), có năng lượng cao nên nó có thể đâm xuyên lớn hơn tia phóng xạ α và β.

Lý thuyết Hiện tượng phóng xạ

1. Định nghĩa hiện tượng phóng xạ

- Hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát biến đổi thành một hạt nhân khác đồng thời phát ra tia phóng xạ gọi là hiện tượng phóng xạ. Quá trình biến đổi hạt nhân này còn được gọi là phân rã phóng xạ hoặc phân rã hạt nhân. Hạt nhân không bền vững, tự phân rã được gọi là hạt nhân mẹ. Hạt nhân được tạo thành, bền vững hơn được gọi là hạt nhân con.

- Hiện tượng phóng xạ là quá trình tự phát, không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, áp suất, …

2. Tính ngẫu nhiên của phân rã phóng xạ

Bằng nhiều thí nghiệm khác nữa, người ta đã thấy quá trình phóng xạ là ngẫu nhiên. Với một hạt nhân phóng xạ cho trước, thời điểm phân rã của nó là không xác định.

3. Các dạng phóng xạ

a) Phóng xạ alpha

Tia phóng xạ α là hạt nhân $2_{4}He$ phóng ra từ hạt nhân mẹ có tốc độ khoảng 2.10⁷ m/s. Tia α làm ion hoá mạnh môi trường vật chất, do đó nó chỉ đi được khoảng vài cm trong không khí và dễ dàng bị tờ giấy dày 1 mm chặn lại.

$Z_{A}X\to {}_{Z-2}^{A-4}Y+{}_2^{4}He$

b) Phóng xạ beta

Phóng xạ β gồm 2 loại: phóng xạ β^- và phóng xạ β⁺. Hai loại tia phóng xạ β^- và β⁺ có bản chất tương ứng là hạt electron (${-1}_{0}e$) và hạt positron(*) ($1_{0}e$) phóng ra từ hạt nhân mẹ với tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng trong chân không. Tia β làm ion hoá môi trường vật chất ở mức trung bình, nó có thể xuyên qua tờ giấy khoảng 1 mm nhưng có thể bị chặn bởi tấm nhôm dày khoảng 1 mm.

Phóng xạ β^-: $Z_{A}X\to {}_{Z+1}^{A}Y+{}_{-1}^{0}e+\tilde{\nu }$

Phóng xạ β⁺: $Z_{A}X\to {}_{Z-1}^{A}Y+{}_1^{0}e+\nu$

c) Phóng xạ gamma

Một số hạt nhân con sau quá trình phóng xạ α hay β được tạo ra trong trạng thái kích thích $Z_A{Y}^{*}$. Khi đó, xảy ra tiếp quá trình hạt nhân đó chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái có mức năng lượng thấp hơn $Z_{A}Y$ và phát ra bức xạ điện từ γ có bước sóng rất ngắn, cỡ nhỏ hơn 10^-11 m, còn gọi là tia γ. Các tia γ có năng lượng cao, dễ dàng xuyên qua các vật liệu thông thường, ví dụ lớp bê tông dày hàng chục cm. Muốn cản trở được tia γ, người ta thường dùng vật liệu có mật độ vật chất lớn và bề dày lớn, ví dụ tấm chì dày khoảng 10 cm.

$Z_A{Y}^{*}\to {}_Z^{A}Y+\gamma$