Nuclear Physics Fundamentals

Question 1

Question 1: 1. ในสมการปฏิกิริยานิวเคลียร์ต่อไปนี้ สมการใดแสดงการสลายตัวแบบ $\alpha$?

1. ในสมการปฏิกิริยานิวเคลียร์ต่อไปนี้ สมการใดแสดงการสลายตัวแบบ $\alpha$?

A. A. ${ } _ { 92 } ^ { 238 } \mathrm { U } \rightarrow { } _ { 90 } ^ { 234 } \mathrm { Th } + { } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { He }$
B. B. ${ } _ { 1 } ^ { 2 } \mathrm { H } + { } _ { 1 } ^ { 3 } \mathrm { H } \rightarrow { } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { He } + { } _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n }$
C. C. ${ } _ { 90 } ^ { 234 } \mathrm { Th } \rightarrow { } _ { 91 } ^ { 234 } \mathrm {~Pa} + { } _ { - 1 } ^ { 0 } \mathrm { e }$
D. D. ${ } _ { 7 } ^ { 14 } \mathrm {~N} + { } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { He } \rightarrow { } _ { 8 } ^ { 17 } \mathrm { O } + { } _ { 1 } ^ { 1 } \mathrm { H }$

Answer

Answer: A

Solution: ปฏิกิริยา A คือการสลายตัวของ $\alpha$; ปฏิกิริยา B และ D เป็นสมการการเปลี่ยนแปลงเทียมสำหรับนิวเคลียสของอะตอม; ปฏิกิริยา C คือการสลายตัวของ $\beta$; ดังนั้น คำตอบที่ถูกต้องคือ A.

Question 2

Question 2: 2. ยานสำรวจดวงจันทร์ Yutu ติดตั้งแบตเตอรี่นิวเคลียร์ขนาดเล็กเพื่อจ่ายพลังงานที่จำเป็นสำหรับการทำงานต...

2. ยานสำรวจดวงจันทร์ Yutu ติดตั้งแบตเตอรี่นิวเคลียร์ขนาดเล็กเพื่อจ่ายพลังงานที่จำเป็นสำหรับการทำงานต่อเนื่องในช่วงกลางคืนบนดวงจันทร์ สมการปฏิกิริยานิวเคลียร์ภายในแบตเตอรี่คือ ${ } ^ { 94 } \mathrm { Pu } \rightarrow { } _ { 95 } ^ { 238 } \mathrm { Am } + \mathrm { X }$ ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

A. A. X คือนิวตรอน
B. B. X แสดงความสามารถในการทำให้ไอออนได้มากกว่าอนุภาค $\alpha$
C. C. ปฏิกิริยานิวเคลียร์นี้คือปฏิกิริยาการแตกตัวของนิวเคลียสหนัก
D. D. พลังงานผูกพันต่อหน่วยปริมาตรของ ${ } ^ { 238 } \mathrm { Am }$ มากกว่าของ ${ } ^ { 234 } \mathrm { Pu }$

Answer

Answer: D

Solution: A. ตามกฎการอนุรักษ์ประจุและจำนวนมวล $X$ คืออนุภาค $\beta$ (กล่าวคือ อิเล็กตรอน) ดังนั้น A จึงไม่ถูกต้อง B. พลังงานไอออไนซ์ของอนุภาค $\beta$ นั้นอ่อนกว่าของอนุภาค $\alpha$ ดังนั้น B จึงไม่ถูกต้อง; C. ปฏิกิริยานี้แสดงถึงการสลายตัวของนิวเคลียสหนักเป็น $\beta$ ดังนั้น C จึงไม่ถูกต้อง; ง. หากผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยานิวเคลียร์มีเสถียรภาพมากกว่าสารตั้งต้น ${ } ^ { 238 } \mathrm { Am }$ จะมีเสถียรภาพมากกว่า ${ } ^ { 238 } \mathrm { Pu }$ ดังนั้น พลังงานพันธะจำเพาะของ ${ } ^ { 238 } \mathrm { Am }$ จะมากกว่า ${ } ^ { 238 } \mathrm { Pu }$ ดังนั้น ข้อ D จึงถูกต้อง

Question 3

Question 3: 3. เบ็กเคอเรลค้นพบกัมมันตรังสีธรรมชาติเป็นครั้งแรกเมื่อ 120 ปีที่แล้ว ปัจจุบัน กัมมันตรังสีของนิวเคล...

3. เบ็กเคอเรลค้นพบกัมมันตรังสีธรรมชาติเป็นครั้งแรกเมื่อ 120 ปีที่แล้ว ปัจจุบัน กัมมันตรังสีของนิวเคลียสอะตอมมีการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในหลากหลายสาขา ตัวเลือกใดต่อไปนี้แสดงถึงการสลายกัมมันตรังสี? ( )

A. A. ${ } _ { 90 } ^ { 234 } \mathrm { Th } \xrightarrow { 234 } \mathrm {~Pa} ^ { + } { } ^ { 0 } \mathrm { e }$
B. B. ${ } _ { 92 } ^ { 235 } \mathrm { U } { } ^ { + } { } _ { 0 } \mathrm { n } \xrightarrow [ 56 ] { 144 } \mathrm { Ba } { } ^ { + { } ^ { 89 } } \mathrm { Kr } + { } ^ { 31 } \mathrm { n }$
C. C. ${ } ^ { 14 } \mathrm {~N} { } ^ { + 4 } \mathrm { He } \xrightarrow { \rightarrow ^ { 17 } } \mathrm { O } { } ^ { + 1 } \mathrm { H }$
D. D. ${ } ^ { 4 } \mathrm { He } { } ^ { + { } _ { 13 } ^ { 27 } } \mathrm { Al } \xrightarrow { { } ^ { 30 } } \mathrm { P } { } ^ { + } { } _ { 0 } \mathrm { n }$

Answer

Answer: A

Solution: A. ${ } ^ { 234 } \mathrm { Th } \xrightarrow { 234 } \mathrm {~Pa} ^ { + 0 } { } ^ { 0 } \mathrm { e }$ คือสมการปรากฏการณ์รังสีธรรมชาติ ดังนั้น A จึงถูกต้อง B. ${ } ^ { 235 } \mathrm { U } { } ^ { 1 } { } _ { 0 } \rightarrow { } ^ { 144 } \mathrm { Ba } { } ^ { + 36 } \mathrm { Kr } + { } ^ { 39 } \mathrm { n }$ คือสมการการแตกตัวของนิวเคลียสหนัก ดังนั้น B จึงไม่ถูกต้อง C. ${ } ^ { 14 } \mathrm {~N} { } ^ { + 4 } \mathrm { He } ^ { \rightarrow { } ^ { 17 } } \mathrm { O } { } ^ { + 1 } \mathrm { H }$ คือสมการปฏิกิริยานิวเคลียร์เทียม ดังนั้น C จึงไม่ถูกต้อง; D. ${ } ^ { 4 } \mathrm { He } { } ^ { + { } _ { 13 } ^ { 27 } } \mathrm { Al } \rightarrow ^ { 30 } \mathrm { P } { } ^ { + 1 } \mathrm { n }$ คือสมการปฏิกิริยานิวเคลียร์เทียม ดังนั้น C จึงไม่ถูกต้อง

Question 4

Question 4: 4. เมื่อธาตุกัมมันตรังสีโพโลเนียม (${ } ^ { 210 } \mathrm { Po }$) ทำการสลายตัว มันจะผลิต ${ } ^ { 4...

4. เมื่อธาตุกัมมันตรังสีโพโลเนียม (${ } ^ { 210 } \mathrm { Po }$) ทำการสลายตัว มันจะผลิต ${ } ^ { 4 } \mathrm { He }$ และอนุภาคที่ไม่ทราบชนิดหนึ่ง พร้อมกับปล่อยรังสี ${ } ^ { \gamma }$ สมการปฏิกิริยานิวเคลียร์คือ ${ } _ { 84 } ^ { 210 } \mathrm { Po } \rightarrow { } _ { 82 } ^ { y } \mathrm { X } + { } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { He } + \mathrm { \gamma }$ ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( ) สามารถ

A. A. ${ } ^ { 210 } \mathrm { Po }$ ลำแสงมีประจุลบ
B. B. $y = 206$
C. C. การเพิ่มอุณหภูมิส่งเสริมการเกิดการเน่าเสีย
D. D. พลังงานผูกพันสัมพัทธ์ของนิวเคลียส ${ } _ { 82 } ^ { y } \mathrm { X }$ น้อยกว่าของนิวเคลียส ${ } ^ { 210 } \mathrm { Po }$

Answer

Answer: B

Solution: A. $\gamma$ รังสีเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและไม่มีประจุไฟฟ้า; ข้อ A ผิด B. การอนุรักษ์จำนวนมวลให้ผลลัพธ์เป็น $y = 210 - 4 = 206$; ข้อ B ถูก C. ครึ่งชีวิตไม่ขึ้นอยู่กับฟิสิกส์นิวเคลียร์และสภาพแวดล้อมทางเคมี; ข้อ C ผิด D. ปฏิกิริยานี้ปล่อยพลังงานออกมา โดยผลิตภัณฑ์มีความเสถียรมากกว่าและแสดงพลังงานพันธะที่เพิ่มขึ้น; D ไม่ถูกต้อง

Question 5

Question 5: 5. การทดลองใดต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าอะตอมมีโครงสร้างนิวเคลียร์? ( )

5. การทดลองใดต่อไปนี้แสดงให้เห็นว่าอะตอมมีโครงสร้างนิวเคลียร์? ( )

A. A. การทดลองปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก
B. B. การค้นพบรังสีเอกซ์
C. C. การทดลองการกระเจิงของอนุภาค
D. D. การค้นพบสเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจน

Answer

Answer: C

Solution: การทดลองที่แสดงให้เห็นว่าอะตอมมีโครงสร้างคล้ายนิวเคลียสคือการทดลองการกระเจิงของอนุภาค $\alpha$ ดังนั้น ข้อ C จึงถูกต้อง ส่วนข้อ ABD ไม่ถูกต้อง

Question 6

Question 6: 6. "วิกฤตการณ์นิวเคลียร์เกาหลีเหนือ" ได้ดึงดูดความสนใจจากทั่วโลก โดยจุดสนใจอยู่ที่ว่าโรงไฟฟ้านิวเคลี...

6. "วิกฤตการณ์นิวเคลียร์เกาหลีเหนือ" ได้ดึงดูดความสนใจจากทั่วโลก โดยจุดสนใจอยู่ที่ว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของเกาหลีเหนือใช้เครื่องปฏิกรณ์น้ำเบาหรือเครื่องปฏิกรณ์น้ำหนัก เครื่องปฏิกรณ์น้ำหนักสามารถผลิตพลูโตเนียม ${ } ^ { 239 } \mathrm { Pu }$ ซึ่งเหมาะสำหรับการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ควบคู่กับการผลิตไฟฟ้าพลูโตเนียม ${ } ^ { 239 } \mathrm { Pu }$ สามารถผลิตได้จากยูเรเนียม ${ } ^ { 239 } \mathrm { U }$ ผ่านกระบวนการ $n$ ของการสลายตัว $\beta$ จากนั้น $n$ คือ

A. A. 2
B. B. 239
C. C. หนึ่งร้อยสี่สิบห้า
D. D. 92

Answer

Answer: A

Solution: สมการปฏิกิริยานิวเคลียร์คือ $$ { } _ { 94 } ^ { 239 } \mathrm { Pu } \rightarrow { } _ { 92 } ^ { 239 } \mathrm { U } + 2 { } _ { - 1 } ^ { 0 } \mathrm { e } $$ ดังนั้น $$ n = 2 $$

Question 7

Question 7: 7. ผ่านการสังเกตและการศึกษาอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับการทดลอง นักฟิสิกส์ได้รับความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ที่...

7. ผ่านการสังเกตและการศึกษาอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับการทดลอง นักฟิสิกส์ได้รับความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ที่ถูกต้อง ซึ่งช่วยส่งเสริมการพัฒนาของฟิสิกส์. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้องตามข้อเท็จจริง?

A. A. การค้นพบของเบคเคอเรลเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติแสดงให้เห็นว่านิวเคลียสของอะตอมมีโครงสร้างที่ซับซ้อน
B. B. บอร์ได้นำแนวคิดควอนตัมเข้าสู่ขอบเขตของอะตอม ซึ่งทำให้สามารถอธิบายลักษณะที่แยกส่วนของสเปกตรัมของอะตอมทั้งหมดได้อย่างยอดเยี่ยม
C. C. ผ่านการทดลองหลายครั้ง แม็กซ์เวลล์ได้แสดงให้เห็นถึงความถูกต้องของทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของเฮิรตซ์
D. D. จากการศึกษาเกี่ยวกับรังสีแคโทด รัทเทอร์ฟอร์ดได้เสนอแบบจำลองนิวเคลียร์ของอะตอม

Answer

Answer: A

Solution: ก. การค้นพบการแผ่รังสีธรรมชาติของเบคเคอเรลล์แสดงให้เห็นถึงโครงสร้างที่ซับซ้อนของนิวเคลียสของอะตอม ดังนั้น ก. จึงถูกต้อง ข. บูร์ได้แนะนำแนวคิดควอนตัมเข้าสู่ทฤษฎีอะตอม และสามารถอธิบายรูปแบบการทดลองของสเปกตรัมอะตอมไฮโดรเจนได้สำเร็จ ดังนั้น ข. จึงไม่ถูกต้อง ค. แม็กซ์เวลล์ได้ทำนายการมีอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในขณะที่เฮิรตซ์ได้ตรวจสอบทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของแสงผ่านการทดลองหลายครั้ง ดังนั้น ค. จึงไม่ถูกต้อง ดี. รัทเทอร์ฟอร์ด เสนอแบบจำลองนิวเคลียร์ของอะตอมผ่านการศึกษารังสีแอลฟาที่กระเจิงจาก $\alpha$ ดังนั้น ดี จึงไม่ถูกต้อง

Question 8

Question 8: 8. สมการปฏิกิริยาสำหรับการหลอมรวมนิวเคลียสของดีเทอเรียมสองตัวคือ ${ } ^ { 2 } \mathrm { H } + { } _ ...

8. สมการปฏิกิริยาสำหรับการหลอมรวมนิวเคลียสของดีเทอเรียมสองตัวคือ ${ } ^ { 2 } \mathrm { H } + { } _ { 1 } ^ { 2 } \mathrm { H } \rightarrow { } _ { 2 } ^ { 3 } \mathrm { He } + { } _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n }$ โดยที่มวลของ ${ } ^ { 2 } \mathrm { H }$ คือ 2.0136 u, มวลของ ${ } _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n }$ คือ ${ } ^ { 1.0087 u } , { } ^ { 3 } \mathrm { He }$, และมวลของ ${ } ^ { 3.0150 u }$ คือ ${ } ^ { 3.0150 u }$เนื่องจาก ${ } ^ { 1 \mathrm { u } }$ สอดคล้องกับพลังงาน 931.5 MeV ดังนั้น

A. A. กระบวนการปฏิกิริยาฟิวชันดูดซับพลังงาน
B. B. พลังงานนิวเคลียร์ที่ปลดปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาการรวมตัวกันนี้ประมาณ 3.26 เมกะอิเล็กตรอนโวลต์
C. C. พลังงานการจับตัวเฉพาะของ ${ } ^ { 2 } \mathrm { H }$ มากกว่าของ ${ } ^ { 3 } \mathrm { He }$.
D. D. มวลนิวเคลียร์เฉลี่ยของ ${ } ^ { 2 } \mathrm { H }$ น้อยกว่าของ ${ } ^ { 3 } \mathrm { He }$

Answer

Answer: B

Solution: A. มวลรวมก่อนปฏิกิริยา: $2 \times 2.0136 \mathrm { u } = 4.0272 \mathrm { u }$, มวลรวมหลังปฏิกิริยา: $3.0150 \mathrm { u } + 1.0087 \mathrm { u } = 4.0237 \mathrm { u }$, การขาดมวล $\Delta m = 0.0035 \mathrm { u } > 0$—บ่งบอกถึงการปลดปล่อยพลังงาน ดังนั้น A จึงไม่ถูกต้อง B. พลังงานที่ปลดปล่อย: $\Delta E = 0.0035 \mathrm { u } \times 931.5 \mathrm { MeV } / \mathrm { u } \approx 3.26 \mathrm { MeV }$—ดังนั้น B จึงถูกต้อง ค. หลังจากการหลอมรวม นิวเคลียสที่เสถียรมากขึ้น (ที่มีพลังงานผูกพันสูงกว่า) จะถูกสร้างขึ้น; พลังงานผูกพันของฮีเลียม-3 ควรจะสูงกว่านิวเคลียสของดีเตอเรียม ดังนั้น ข้อ ค. จึงไม่ถูกต้อง D. มวลนิวคลีออนเฉลี่ยของนิวเคลียสดีเทอเรียม: $2.0136 \mathrm { u } / 2 \approx 1.0068 \mathrm { u }$; มวลนิวคลีออนเฉลี่ยของฮีเลียม-3: $3.0150 \mathrm { u } / 3 \approx 1.0050 \mathrm { u }$. นิวเคลียสดีเทอเรียมมีมวลนิวคลีออนเฉลี่ยมากกว่า ดังนั้น D จึงไม่ถูกต้อง

Question 9

Question 9: 9. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

9. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

A. A. ไอน์สไตน์เป็นผู้แรกที่เสนอแนวคิดเรื่องการควอนตัมของพลังงาน
B. B. เดอ บรอยล์เสนอว่าอนุภาคทางกายภาพมีสมบัติคล้ายคลื่น
C. C. ทฤษฎีอะตอมของบอร์ได้หักล้างโครงสร้างนิวเคลียร์ของอะตอม
D. D. การค้นพบของเบคเคอเรลเกี่ยวกับกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติแสดงให้เห็นว่าอะตอมมีโครงสร้างที่ซับซ้อน

Answer

Answer: B

Solution: A. แผนค์เป็นผู้เสนอแนวคิดเรื่องการแบ่งพลังงานเป็นควอนตัม ดังนั้นข้อ A จึงไม่ถูกต้อง; B. เดอ บรอยล์ได้แสดงให้เห็นว่าอนุภาคทางฟิสิกส์มีสมบัติเป็นคลื่น ดังนั้นข้อ B จึงถูกต้อง; C. บอร์ได้เสนอแบบจำลองอะตอม แต่ไม่ได้ปฏิเสธทฤษฎีโครงสร้างนิวเคลียร์ของรัทเทอร์ฟอร์ด ดังนั้นข้อ C จึงไม่ถูกต้อง; D. การค้นพบกัมมันตภาพรังสีตามธรรมชาติของเบ็คเคอเรลบ่งชี้ถึงโครงสร้างที่ซับซ้อนของนิวเคลียสของอะตอม ดังนั้นข้อ D จึงไม่ถูกต้อง

Question 10

Question 10: 10. ในสมการปฏิกิริยานิวเคลียร์ต่อไปนี้ สมการใดแสดงการสลายตัวแบบ $\alpha$?

10. ในสมการปฏิกิริยานิวเคลียร์ต่อไปนี้ สมการใดแสดงการสลายตัวแบบ $\alpha$?

A. A. ${ } _ { 92 } ^ { 238 } \mathrm { U } \rightarrow { } _ { 90 } ^ { 234 } \mathrm { Th } + { } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { He }$
B. B. ${ } _ { 90 } ^ { 234 } \mathrm { Th } \rightarrow { } _ { 91 } ^ { 234 } \mathrm {~Pa} + { } _ { - 1 } ^ { 0 } \mathrm { e }$
C. C. ${ } _ { 7 } ^ { 14 } \mathrm {~N} + { } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { He } \rightarrow { } _ { 8 } ^ { 17 } \mathrm { O } + { } _ { 1 } ^ { 1 } \mathrm { H }$
D. D. ${ } _ { 5 } ^ { 11 } \mathrm {~B} + { } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { He } \rightarrow { } _ { 7 } ^ { 14 } \mathrm {~N} + { } _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n }$

Answer

Answer: A

Solution: ก. นิวเคลียสที่เกิดปฏิกิริยามีเพียงหนึ่งนิวเคลียส ในขณะที่นิวเคลียสผลิตภัณฑ์มีอนุภาค $\alpha$ ซึ่งเกิดการสลายตัว $\alpha$ คำตอบที่ถูกต้องคือ ก. ข. นิวเคลียสที่เกิดปฏิกิริยามีเพียงหนึ่งนิวเคลียส ในขณะที่นิวเคลียสผลิตภัณฑ์มีอนุภาค $\beta$ ซึ่งเกิดการสลายตัว $\beta$ คำตอบที่ไม่ถูกต้องคือ ข. ซีดี. อนุภาค $\alpha$ ทั้งหมดในนิวเคลียสที่เกิดปฏิกิริยาถูกใช้เป็น "กระสุน" เพื่อยิงนิวเคลียสที่สอดคล้องกัน ซึ่งเป็นการสร้างการเปลี่ยนธาตุนิวเคลียร์เทียม; ซีดีไม่ถูกต้อง ดังนั้น คำตอบที่ถูกต้องคือ ก.

Question 11

Question 11: 11. ปฏิกิริยานิวเคลียร์ในการระเบิดของระเบิดไฮโดรเจนคือ ( )

11. ปฏิกิริยานิวเคลียร์ในการระเบิดของระเบิดไฮโดรเจนคือ ( )

A. A. ${ } _ { 1 } ^ { 2 } \mathrm { H } + { } _ { 1 } ^ { 3 } \mathrm { H } \rightarrow { } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { He } + { } _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n }$
B. B. ${ } _ { 7 } ^ { 14 } \mathrm {~N} + { } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { He } \rightarrow { } _ { 8 } ^ { 17 } \mathrm { O } + { } _ { 1 } ^ { 1 } \mathrm { H }$
C. C. ${ } _ { 92 } ^ { 235 } \mathrm { U } + { } _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n } \rightarrow { } _ { 56 } ^ { 144 } \mathrm { Ba } + { } _ { 36 } ^ { 89 } \mathrm { Kr } + 3 { } _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n }$
D. D. ${ } _ { 4 } ^ { 9 } \mathrm { Be } + { } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { He } \rightarrow { } _ { 6 } ^ { 12 } \mathrm { C } + { } _ { 0 } ^ { 1 } n$

Answer

Answer: A

Solution: ปฏิกิริยานิวเคลียร์ในการระเบิดของระเบิดไฮโดรเจนคือการหลอมรวมนิวเคลียสเบา ตัวเลือก A ในคำถามอธิบายการหลอมรวมนิวเคลียสเบา ในขณะที่ตัวเลือก B และ D เป็นสมการการเปลี่ยนแปลงเทียมสำหรับนิวเคลียสอะตอม ตัวเลือก C อธิบายปฏิกิริยาการแตกตัวของนิวเคลียสหนัก ดังนั้นคำตอบที่ถูกต้องคือ A

Question 12

Question 12: 12. ข้อใดต่อไปนี้เกี่ยวกับสมการมวล-พลังงานของไอน์สไตน์ถูกต้อง? ( )

12. ข้อใดต่อไปนี้เกี่ยวกับสมการมวล-พลังงานของไอน์สไตน์ถูกต้อง? ( )

A. A. วัตถุที่เคลื่อนไหวเท่านั้นที่มีพลังงาน; วัตถุที่อยู่นิ่งไม่มีมวลพลังงาน
B. B. มวลที่แน่นอนจะสอดคล้องกับพลังงานจำนวนที่แน่นอนเสมอ
C. C. $E = m c ^ { 2 }$ พลังงานภายใน $E$ คือพลังงานภายในของวัตถุ
D. D. จาก $\Delta E = \Delta m c ^ { 2 }$ เราทราบว่ามวลและพลังงานสามารถเปลี่ยนไปมาเป็นกันได้

Answer

Answer: B

Solution: ไม่ว่าวัตถุจะอยู่นิ่งหรือเคลื่อนไหว วัตถุนั้นก็มีพลังงาน ดังนั้น ข้อ A จึงไม่ถูกต้อง สมการมวล-พลังงานของไอน์สไตน์ $E = m c ^ { 2 }$ แสดงให้เห็นเพียงความสัมพันธ์แบบสัดส่วนระหว่างพลังงานของวัตถุกับมวลของมันเท่านั้น การเพิ่มขึ้นของพลังงานของวัตถุจะสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้นของมวล และการลดลงของพลังงานจะสอดคล้องกับการลดลงของมวล E ไม่ได้แสดงถึงพลังงานภายในของวัตถุ $\Delta E = \Delta m c ^ { 2 }$ แสดงความสัมพันธ์เชิงปริมาณระหว่างมวลและพลังงาน แต่ไม่ได้หมายความว่าปริมาณเหล่านี้สามารถแปลงเป็นกันและกันได้ ดังนั้นตัวเลือก B จึงถูกต้อง ในขณะที่ตัวเลือก C และ D ไม่ถูกต้อง คำตอบที่ถูกต้องคือ B [Key Insight]สมการมวล-พลังงาน $E = m c ^ { 2 }$ กำหนดว่าพลังงานของวัตถุเป็นสัดส่วนกับมวลของมัน ตาม $\Delta E = \Delta m c ^ { 2 }$ พลังงานที่ปลดปล่อยในปฏิกิริยานิวเคลียร์สามารถคำนวณได้

Question 13

Question 13: 13. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

13. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

A. A. ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกและปรากฏการณ์การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนแสดงให้เห็นว่าอนุภาคมีสมบัติคล้ายคลื่น
B. B. การทดลองการกระเจิงของอนุภาคสามารถนำมาใช้เพื่อหาประจุของนิวเคลียสของอะตอมและประมาณค่ารัศมีของพวกมันได้
C. C. หลังจากปล่อยโฟตอนออกมาแล้ว พลังงานของอะตอมไฮโดรเจนจะลดลง และการเร่งความเร็วของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนนอกนิวเคลียสจะลดลง
D. D. ยิ่งมีพลังงานผูกพันมากเท่าใด นิวคลีออนก็จะถูกผูกพันอยู่ในนิวเคลียสได้แน่นหนาน้อยลง และนิวเคลียสก็จะยิ่งไม่เสถียรมากขึ้นเท่านั้น

Answer

Answer: B

Solution: ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกแสดงให้เห็นถึงธรรมชาติของแสงที่เป็นอนุภาค ในขณะที่การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอนแสดงให้เห็นถึงธรรมชาติของคลื่นของอนุภาค; ตัวเลือก A ไม่ถูกต้อง $\alpha$ การทดลองการกระเจิงของอนุภาคสามารถใช้เพื่อหาประจุของนิวเคลียสอะตอมและประมาณรัศมีของนิวเคลียสอะตอมได้ ดังนั้น ตัวเลือก B จึงถูกต้องตามทฤษฎีของบอร์ หลังจากที่อะตอมไฮโดรเจนปล่อยโฟตอนออกมา อะตอมจะประสบกับการลดลงของพลังงาน การลดลงของรัศมีวงโคจร การเพิ่มขึ้นของแรงคูลอมบ์ และการเพิ่มขึ้นของความเร่งของอิเล็กตรอน ดังนั้น ข้อ C จึงไม่ถูกต้อง พลังงานพันธะที่สูงขึ้นบ่งชี้ถึงการยึดเหนี่ยวที่แข็งแกร่งขึ้นของนิวคลีออนภายในนิวเคลียสและความเสถียรของนิวเคลียสที่มากขึ้น ตัวเลือก D ไม่ถูกต้อง ดังนั้น คำตอบที่ถูกต้องคือข้อ B

Question 14

Question 14: 14. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( ) $\frac { \left( m _ { \mathrm { A } } + m _ { \mathrm { P } } - m _ { ...

14. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( ) $\frac { \left( m _ { \mathrm { A } } + m _ { \mathrm { P } } - m _ { \mathrm { D } } \right) c ^ { 2 } } { 2 }$ (โดยที่ $c$ แทนความเร็วของแสงในสุญญากาศ)

A. A. ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกและการกระเจิงแบบคอมป์ตันเปิดเผยธรรมชาติของแสงในฐานะอนุภาคอย่างลึกซึ้ง: ปรากฏการณ์แรกแสดงให้เห็นว่าโฟตอนมีโมเมนตัม ในขณะที่ปรากฏการณ์หลังแสดงให้เห็นว่าโฟตอนมีพลังงาน
B. B. เมื่อปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกเกิดขึ้น พลังงานจลน์เริ่มต้นสูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจะแปรผันตรงกับความถี่ของแสงที่ตกกระทบ
C. C. $\beta$ แก่นแท้ของการสลายตัวคือการเปลี่ยนแปลงของนิวตรอนภายในนิวเคลียสของอะตอมให้กลายเป็นโปรตอนและอิเล็กตรอน
D. D. เนื่องจากมวลของนิวตรอน โปรตอน และนิวเคลียสของดีเทอเรียมคือ $m _ { \mathrm { A } } , m _ { \mathrm { P } , } m _ { \mathrm { D } }$ ตามลำดับ พลังงานยึดเหนี่ยวของนิวเคลียสของดีเทอเรียมคือ

Answer

Answer: C

Solution: ก. ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกและการกระเจิงแบบคอมป์ตันแสดงให้เห็นถึงธรรมชาติของแสงที่เป็นอนุภาคอย่างลึกซึ้ง อย่างไรก็ตาม ปรากฏการณ์แรกแสดงให้เห็นว่าโฟตอนมีพลังงาน ในขณะที่ปรากฏการณ์หลังแสดงให้เห็นว่าโฟตอนมีโมเมนตัม ข้อ ก. ไม่ถูกต้อง ข. ตามสมการปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก $$ E _ { \mathrm { k } } = h v - W _ { 0 } $$ พลังงานจลน์เริ่มต้นสูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนไม่แปรผันตรงกับความถี่ของแสงที่ตกกระทบ ข้อ ข. ไม่ถูกต้อง C. $\beta$ แก่นของการสลายตัวของ $c$ นั้นถูกต้อง; D. นิวตรอนและโปรตอนรวมกันเพื่อสร้างนิวเคลียสของดีเทอร์เรียมซึ่งมีมวลขาดหายไป ตามสมการมวล-พลังงานของไอน์สไตน์ พลังงานที่ผูกมัดคือ $\beta$; D ไม่ถูกต้อง

Question 15

Question 15: 15. ตามรายงานล่าสุด ไอโซโทปรังสีเหล็ก-57 (¹⁵Fe) มีการประยุกต์ใช้ที่สำคัญในทางการแพทย์ ความแตกต่างระห...

15. ตามรายงานล่าสุด ไอโซโทปรังสีเหล็ก-57 (¹⁵Fe) มีการประยุกต์ใช้ที่สำคัญในทางการแพทย์ ความแตกต่างระหว่างจำนวนนิวตรอนภายในนิวเคลียสและจำนวนอิเล็กตรอนภายนอกนิวเคลียสสำหรับไอโซโทปนี้คือ

A. A. 32
B. B. 67
C. C. 99
D. D. หนึ่งร้อยหกสิบหก

Answer

Answer: A

Solution: ตามความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณภายในนิวเคลียสของอะตอม จำนวนอิเล็กตรอนภายนอกนิวเคลียสเท่ากับจำนวนโปรตอน ซึ่งมีค่าเท่ากับ 67 จำนวนนิวตรอนคือ $166 - 67 = 99$ ดังนั้น ความแตกต่างระหว่างจำนวนนิวตรอนภายในนิวเคลียสกับจำนวนอิเล็กตรอนภายนอกนิวเคลียสคือ $99 - 67 = 32$ A. 32, ตัวเลือก A ถูกต้อง; B. 67, ตัวเลือก B ผิด; C. 99, ตัวเลือก C ผิด; D. 166, ตัวเลือก D ผิด.

Question 16

Question 16: 16. ธาตุกัมมันตรังสีหนึ่งเกิดการสลายตัวในนิวเคลียสของอะตอม $7 / 8$ เป็นระยะเวลา 21.6 วัน ค่าครึ่งชีว...

16. ธาตุกัมมันตรังสีหนึ่งเกิดการสลายตัวในนิวเคลียสของอะตอม $7 / 8$ เป็นระยะเวลา 21.6 วัน ค่าครึ่งชีวิตของธาตุนี้คือ

A. A. 3.8 วัน
B. B. 7.2 วัน
C. C. 10.8 วัน
D. D. 21.6 วัน

Answer

Answer: B

Solution: ตามสูตรครึ่งชีวิต: $m = M \left( \frac { 1 } { 2 } \right) ^ { \frac { t } { T } }$ ให้ผลลัพธ์: $\frac { 1 } { 8 } M = M \left( \frac { 1 } { 2 } \right) ^ { \frac { t } { T } }$; ดังนั้น $t = 3 T = 21.6$ วัน, $T = 7.2$ วัน, กล่าวคือ ครึ่งชีวิตคือ 7.2 วัน ดังนั้น ข้อ A และ C ไม่ถูกต้อง ส่วนข้อ B ถูกต้อง

Question 17

Question 17: 17. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

17. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

A. A. ในวงจรสั่นสะเทือน $L C$ เมื่อกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ตัวเก็บประจุจะอยู่ในสภาวะการชาร์จตลอดเวลา
B. B. ปรากฏการณ์ภาพลวงตาเกี่ยวข้องกับการสะท้อนกลับทั้งหมดของแสง อากาศเหนือผิวน้ำทะเลสามารถมองได้ว่าเป็นชั้นแนวนอนจำนวนมากที่มีดัชนีหักเหแตกต่างกัน ยิ่งใกล้ผิวน้ำทะเล อุณหภูมิของอากาศยิ่งต่ำ ความหนาแน่นยิ่งสูง และดัชนีหักเหยิ่งน้อย
C. C. การแตกตัวของไอออนหนักต้องการ 'นิวตรอนความร้อน' เพื่อเริ่มปฏิกิริยา ในขณะที่การแตกตัวเองจะผลิต 'นิวตรอนความเร็วสูง' ในขั้นตอนนี้ จะต้องใส่แท่งแคดเมียมให้ลึกขึ้นเพื่อชะลอนิวตรอน
D. D. รังสีแคโทด, รังสี $\beta$, และกระแสไฟฟ้าจากแสงสว่าง ล้วนประกอบด้วยอิเล็กตรอน

Answer

Answer: D

Solution: ก. ในวงจรสั่นสะเทือน $L C$ เมื่อกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ความเข้มของสนามแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้นในขณะที่ความเข้มของสนามไฟฟ้าจะลดลง ตัวเก็บประจุจะต้องอยู่ในสภาวะคายประจุ ดังนั้น ข. จึงไม่ถูกต้อง ข. ชั้นอากาศด้านล่างเหนือผิวน้ำทะเลมีอุณหภูมิต่ำกว่าชั้นอากาศด้านบน ส่งผลให้ความหนาแน่นและดัชนีหักเหสูงกว่า ดังนั้น ข. จึงไม่ถูกต้อง ค. บทบาทของแท่งแคดเมียมในกระบวนการแตกตัวของนิวเคลียสคือการดูดซับนิวตรอนที่เกิดจากการทำปฏิกิริยา ซึ่งจะช่วยควบคุมอัตราการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์และปรับความเร็วของปฏิกิริยาให้เหมาะสม ดังนั้น ข้อ ค. จึงไม่ถูกต้อง ง. รังสีแคโทด, รังสี $\beta$ และกระแสไฟฟ้าจากแสงสว่าง ล้วนประกอบด้วยอิเล็กตรอนทั้งสิ้น ดังนั้น ข้อ ง. จึงถูกต้อง

Question 18

Question 18: 18. พลังงานที่แผ่ออกมาจากดวงดาวมีต้นกำเนิดมาจากปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นภายในแกนก...

18. พลังงานที่แผ่ออกมาจากดวงดาวมีต้นกำเนิดมาจากปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นภายในแกนกลางของดวงดาวเหล่านั้น เป็นที่ทราบกันว่าพลังงานผูกมัดเฉพาะตัวของนิวเคลียสของฮีเลียม ${ } ^ { 2 } \mathrm { H }$ คือ $E _ { 1 }$และพลังงานผูกพันเฉพาะของนิวเคลียสของฮีเลียม ${ } ^ { 4 } \mathrm { He }$ คือ $E _ { 2 }$ ดังนั้น พลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ ${ } ^ { 2 } \mathrm { H } + { } _ { 1 } ^ { 2 } \mathrm { H } \rightarrow { } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { He }$ สามารถแสดงได้ดังนี้

A. A. $E _ { 2 } - E _ { 1 }$
B. B. $E _ { 2 } - 2 E _ { 1 }$
C. C. $4 E _ { 2 } - 2 E _ { 1 }$
D. D. $4 E _ { 2 } - 4 E _ { 1 }$

Answer

Answer: D

Solution: ปฏิกิริยาจะปล่อยความร้อนออกมา โดยพลังงานการจับเฉพาะของนิวเคลียสของดีเทอเรียมคือ $E _ { 1 }$ และของนิวเคลียสของฮีเลียมคือ $E _ { 2 }$ เมื่อพิจารณาว่าพลังงานการจับเฉพาะเท่ากับอัตราส่วนของพลังงานการจับต่อจำนวนนิวคลีออน พลังงานนิวเคลียร์ที่ปล่อยออกมาในปฏิกิริยาคือ $$ \Delta E = 4 E _ { 2 } - \left( 2 E _ { 1 } + 2 E _ { 1 } \right) = 4 E _ { 2 } - 4 E _ { 1 } $$ ดังนั้น ข้อ D จึงถูกต้อง และข้อ ABC ไม่ถูกต้อง

Question 19

Question 19: 19. ครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสีสองชนิดคือ ${ } ^ { t _ { 0 } }$ และ ${ } ^ { 2 t _ { 0 } }$ ตามลำด...

19. ครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสีสองชนิดคือ ${ } ^ { t _ { 0 } }$ และ ${ } ^ { 2 t _ { 0 } }$ ตามลำดับ ณ เวลา $t = 0$ จำนวนนิวเคลียสทั้งหมดของทั้งสองธาตุคือ $N$ ณ เวลา $t = 2 t _ { 0 }$, จำนวนนิวเคลียสที่ยังไม่สลายตัวคือ $\frac { N } { 3 }$ ดังนั้น ณ เวลา $t = 4 t _ { 0 }$, จำนวนนิวเคลียสที่ยังไม่สลายตัวคือ

A. A. $\frac { N } { 12 }$
B. B. $\frac { N } { 9 }$
C. C. $\frac { N } { 8 }$
D. D. $\frac { N } { 6 }$

Answer

Answer: C

Solution: ให้เลขอะตอมของธาตุที่มีครึ่งชีวิต $t _ { 0 }$ เป็น $x$ และเลขอะตอมของธาตุอีกตัวหนึ่งเป็น $y$ ตามที่ระบุในโจทย์ เราได้ $$ x + y = N $$ หลังจากผ่าน $2 t _ { 0 }$ ครั้งแล้ว สามารถได้ $$ \frac { 1 } { 4 } x + \frac { 1 } { 2 } y = \frac { N } { 3 } $$ โดยการรวมกันเพื่อให้ได้ $$ x = \frac { 2 } { 3 } N , y = \frac { 1 } { 3 } N $$ ที่ ${ } ^ { t = 4 t _ { 0 } }$, ธาตุที่มีเลขอะตอม $x$ ได้ผ่านครึ่งชีวิตไปแล้ว 4 ครั้ง ในขณะที่ธาตุที่มีเลขอะตอม $y$ ได้ผ่านครึ่งชีวิตไปแล้ว 2 ครั้ง ดังนั้น จำนวนนิวเคลียสที่ยังไม่สลายตัวทั้งหมด ณ จุดนี้คือ $$ n = \frac { 1 } { 2 ^ { 4 } } x + \frac { 1 } { 2 ^ { 2 } } y = \frac { N } { 8 } $$

Question 20

Question 20: 20. รังสีคอสมิกที่ปฏิสัมพันธ์กับบรรยากาศของโลกจะสร้างนิวตรอน ซึ่งชนกับไนโตรเจนในบรรยากาศเพื่อกระตุ้น...

20. รังสีคอสมิกที่ปฏิสัมพันธ์กับบรรยากาศของโลกจะสร้างนิวตรอน ซึ่งชนกับไนโตรเจนในบรรยากาศเพื่อกระตุ้นปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ให้คาร์บอน-14 สมการปฏิกิริยานิวเคลียร์คือ ${ } ^ { 14 } \mathrm {~N} + { } _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n } \rightarrow { } _ { 6 } ^ { 14 } \mathrm { C } + \mathrm { X }$ คาร์บอน-14 เป็นสารกัมมันตรังสีและเกิดการสลายตัวแบบธรรมชาติ $\beta$ เพื่อสร้างไนโตรเจน สมการปฏิกิริยานิวเคลียร์คือ ${ } ^ { 14 } \mathrm { C } \rightarrow { } _ { 7 } ^ { 14 } \mathrm {~N} + \mathrm { Y }$. คาร์บอน-14 สามารถใช้เพื่อกำหนดอายุของวัสดุได้ โดยมีครึ่งชีวิต 5730 ปี. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

A. A. X แทน อิเล็กตรอน ${ } ^ { 14 } \mathrm {~N} + { } _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n } \rightarrow { } _ { 6 } ^ { 14 } \mathrm { C } + \mathrm { X }$
B. B. Y แทนโปรตอน ${ } ^ { 14 } \mathrm {~N} + { } _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n } \rightarrow { } _ { 6 } ^ { 14 } \mathrm { C } + \mathrm { X }$
C. C. ปริมาณคาร์บอน-14 ในตัวอย่างไม้โบราณเท่ากับ $\frac { 1 } { 4 }$ ของพืชสมัยใหม่ ซึ่งบ่งชี้ว่าไม้โบราณมีอายุประมาณ 5,730 ปี
D. D. ปริมาณคาร์บอน-14 ในตัวอย่างไม้โบราณเท่ากับ $\frac { 1 } { 4 }$ ของพืชสมัยใหม่ ซึ่งบ่งชี้ว่าไม้มีอายุประมาณ 11,460 ปี

Answer

Answer: D

Solution: AB. ตามหลักอนุรักษ์จำนวนมวลและจำนวนประจุ X แทนโปรตอนและ Y แทนอิเล็กตรอน ดังนั้น AB จึงไม่ถูกต้อง CD. ตามความสัมพันธ์ระหว่างมวลที่เหลืออยู่และครึ่งชีวิตของสารกัมมันตรังสี เมื่อแทนค่าใน $$ m = m _ { 0 } \left( \frac { 1 } { 2 } \right) ^ { \frac { t } { T } } $$ จะได้ $$ t = 2 T = 11460 \text { 年 } $$ ดังนั้น D จึงถูกต้องและ C ไม่ถูกต้อง

Question 21

Question 21: 21. ธาตุกัมมันตรังสีเรดอน (${ } ^ { 222 } \mathrm { Rn }$) สลายตัวผ่าน $\alpha$ เป็นโพลอนียม ${ } ^ ...

21. ธาตุกัมมันตรังสีเรดอน (${ } ^ { 222 } \mathrm { Rn }$) สลายตัวผ่าน $\alpha$ เป็นโพลอนียม ${ } ^ { 218 } \mathrm { Po }$ โดยมีครึ่งชีวิต 3.8 วัน;อย่างไรก็ตาม การสำรวจชี้ให้เห็นว่า หลังจากช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่ยาวนาน แร่ธรรมชาติที่มีธาตุกัมมันตรังสี ${ } ^ { 222 } \mathrm { Rn }$ ยังคงมีอยู่ภายในเปลือกโลก สาเหตุของสิ่งนี้คือ ( )

A. A. ${ } ^ { 222 } \mathrm { Rn }$ ที่ปรากฏอยู่ในเปลือกโลกในปัจจุบันมีต้นกำเนิดหลักมาจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีชนิดอื่น
B. B. ในช่วงแรกของการก่อตัวของโลก ความเข้มข้นของธาตุ ${ } ^ { 222 } \mathrm { Rn }$ ภายในเปลือกโลกมีความสูงเพียงพอ
C. C. เมื่อผลิตภัณฑ์จากการสลายตัว ${ } ^ { 218 } { } ^ { 84 } \mathrm { Po }$ สะสมถึงปริมาณหนึ่ง การเพิ่มขึ้นของ ${ } _ { 84 } ^ { 218 } \mathrm { Po }$ จะทำให้กระบวนการสลายตัวของ ${ } ^ { 222 } \mathrm { Rn }$ ช้าลง
D. D. ${ } ^ { 222 } \mathrm { Rn }$ พบได้เป็นส่วนใหญ่ในแร่ที่อยู่ลึกภายในโลก ซึ่งอุณหภูมิและความดันเปลี่ยนแปลงครึ่งชีวิตของมัน

Answer

Answer: A

Solution: AB. แม้เมื่อความเข้มข้นของเรดอนจะสูงเพียงพอ แต่ในช่วงเวลาทางธรณีวิทยาที่ยาวนาน เรดอนแทบจะไม่มีอยู่ในเปลือกโลกเลย ดังนั้น เรดอนที่อยู่ในเปลือกโลกในปัจจุบันจึงมีต้นกำเนิดหลักมาจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตรังสีอื่น ๆ ดังนั้น ข้อ A จึงถูกต้อง และข้อ B ผิด CD. ระยะเวลาครึ่งชีวิตของธาตุถูกกำหนดโดยปัจจัยภายในของนิวเคลียสของอะตอมเท่านั้น ไม่ขึ้นกับสถานะทางกายภาพหรือทางเคมีของอะตอม สภาพแวดล้อมรอบข้าง อุณหภูมิ หรือความดัน ดังนั้น ข้อ CD จึงไม่ถูกต้อง

Question 22

Question 22: 22. นักวิจัยได้ใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัวของพลูโทเนียม-238 เป็นแหล่งพลังงานสำหรับหัว...

22. นักวิจัยได้ใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัวของพลูโทเนียม-238 เป็นแหล่งพลังงานสำหรับหัวใจเทียมอย่างประสบความสำเร็จ โดยสมการการสลายตัวของมันคือ ${ } ^ { 94 } \mathrm { Pu } \rightarrow { } _ { 95 } ^ { 238 } \mathrm { Am } + \mathrm { X }$; แบตเตอรี่นิวเคลียร์บางชนิดใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัวของยูเรเนียม-232 เพื่อผลิตไฟฟ้า โดยสมการการสลายตัวของมันคือ ${ } ^ { 232 } \mathrm { U } \rightarrow { } _ { 90 } ^ { 228 } \mathrm { Th } + \mathrm { Y }$ ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?( ) ![](/images/questions/phys-nuclear-physics/image-001.jpg)

A. A. พลูโทเนียม-238 ประสบกับการสลายตัวแบบ $\alpha$
B. B. การสลายตัวของยูเรเนียม-232 $\beta$
C. C. Y มีนิวตรอนมากกว่า X สี่ตัว
D. D. พลังงานการจับตัวเฉพาะของพลูโทเนียม-238 น้อยกว่าของยูเรเนียม-232

Answer

Answer: D

Question 23

Question 23: 23. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

23. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

A. A. ${ } ^ { 235 } \mathrm { U } + { } ^ { 0 } \mathrm { n } \rightarrow { } ^ { 89 } \mathrm { Kr } + { } ^ { 144 } \mathrm { Ba } + 3 ^ { 0 } \mathrm { n }$ คือปฏิกิริยาฟิวชัน
B. B. ธาตุกัมมันตรังสีไม่คงไว้ซึ่งคุณสมบัติการแผ่รังสีเมื่อเกิดสารประกอบกับธาตุอื่น
C. C. เบคเคลอร์ค้นพบนิวตรอนผ่านการทดลอง ขณะที่ทอมสันค้นพบโปรตอนผ่านการทดลอง
D. D. ตามแบบจำลองอะตอมของบอร์ เมื่ออะตอมไฮโดรเจนเปลี่ยนสถานะจากสถานะกระตุ้นที่มีเลขควอนตัม $n = 4$ ไปสู่สถานะพื้นฐาน มันสามารถปล่อยโฟตอนได้สูงสุดหกตัวที่มีความถี่แตกต่างกัน

Answer

Answer: D

Solution: ก. ปฏิกิริยาที่แสดงใน ก. คือปฏิกิริยาการแตกตัวของนิวเคลียสหนัก; ก. ผิด; ข. ธาตุกัมมันตรังสีจะยังคงมีคุณสมบัติกัมมันตรังสีและครึ่งชีวิตไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเกิดสารประกอบกับธาตุอื่น; ข. ผิด; C. แชดวิคค้นพบนิวตรอนผ่านการทดลอง ในขณะที่ทอมสันค้นพบอิเล็กตรอนผ่านการทดลอง; ข้อ C ผิด; D. ตามแบบจำลองอะตอมของบอร์ เมื่ออะตอมไฮโดรเจนเปลี่ยนสถานะจากสถานะกระตุ้นที่มีเลขควอนตัม $n = 4$ ไปสู่สถานะพื้นฐาน มันสามารถปล่อยโฟตอนที่มีความถี่ต่างกันมากที่สุดได้ $C _ { 4 } ^ { 2 } = 6$; ข้อ D ถูก;

Question 24

Question 24: 24. กราฟที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานผูกพันเฉพาะของนิวเคลียสของอะตอมกับจำนวนมวลของมันแสดงอยู่ด้า...

24. กราฟที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานผูกพันเฉพาะของนิวเคลียสของอะตอมกับจำนวนมวลของมันแสดงอยู่ด้านล่าง ข้อความใดต่อไปนี้ไม่ถูกต้อง? ( ) ![](/images/questions/phys-nuclear-physics/image-002.jpg)

A. A. พลังงานผูกพันของนิวเคลียสของอะตอมเท่ากับพลังงานต่ำสุดที่จำเป็นในการสลายมันให้กลายเป็นนิวคลีออนอิสระอย่างสมบูรณ์
B. B. ยิ่งมีพลังงานผูกพันมากเท่าใด มวลเฉลี่ยของนิวคลีออนก็จะยิ่งน้อยลง และนิวเคลียสของอะตอมก็จะยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นเท่านั้น
C. C. อัตราส่วนนิวเคลียร์ ${ } ^ { 6 } \mathrm { Li }$ มีพลังงานผูกพันต่ำกว่าอัตราส่วนนิวเคลียร์ ${ } ^ { 4 } \mathrm { He }$ ดังนั้นนิวเคลียส ${ } ^ { 6 } \mathrm { Li }$ จึงมีเสถียรภาพมากกว่านิวเคลียส ${ } ^ { 4 } \mathrm { He }$
D. D. ${ } ^ { 6 } \mathrm { Li }$ การแตกตัวเป็นนิวเคลียสที่มีมวลปานกลางส่งผลให้เกิดการสูญเสียมวลและปล่อยพลังงานออกมา

Answer

Answer: C

Solution: A. ตามคำจำกัดความของพลังงานผูกมัด พลังงานที่ปล่อยออกมาเมื่อนิวคลีออนกระจายตัวและก่อตัวเป็นนิวเคลียสของอะตอมเรียกว่าพลังงานผูกมัดนิวเคลียร์ ดังนั้น พลังงานผูกมัดของนิวเคลียสของอะตอมจึงเท่ากับพลังงานขั้นต่ำที่จำเป็นในการสลายนิวเคลียสของอะตอมให้กลายเป็นนิวคลีออนอิสระอย่างสมบูรณ์ ตัวเลือก A ถูกต้องและไม่ตรงตามข้อกำหนดของคำถาม B. ยิ่งพลังงานผูกมัดเฉพาะยิ่งมาก นิวคลีออนเฉลี่ยยิ่งมีมวลน้อยลง และนิวเคลียสของอะตอมยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้น ตัวเลือก B ถูกต้องและไม่ตรงตามข้อกำหนดของคำถาม C. ${ } ^ { 6 } \mathrm { Li }$ นิวเคลียสมีพลังงานการจับจำเพาะที่น้อยกว่า ${ } ^ { 4 } \mathrm { He }$ นิวเคลียส ดังนั้น ${ } ^ { 6 } \mathrm { Li }$ นิวเคลียสจึงมีเสถียรภาพน้อยกว่า ${ } ^ { 4 } \mathrm { He }$ นิวเคลียส ข้อ C ไม่ถูกต้อง สอดคล้องกับเจตนาของคำถาม D. ${ } ^ { 235 } \mathrm { U }$ ประสบกับการแตกตัวเป็นนิวเคลียสที่มีมวลปานกลาง ส่งผลให้เกิดการขาดมวลและการปลดปล่อยพลังงาน D ถูกต้อง แต่ไม่ตรงตามข้อกำหนดของคำถาม

Question 25

Question 25: 25. แผนภาพด้านล่างแสดงการทดลองของแชดวิคที่ศึกษาโครงสร้างภายในของนิวเคลียสของอะตอม เมื่อรังสี $\alpha...

25. แผนภาพด้านล่างแสดงการทดลองของแชดวิคที่ศึกษาโครงสร้างภายในของนิวเคลียสของอะตอม เมื่อรังสี $\alpha$ ที่ปล่อยออกมาจากธาตุกัมมันตรังสีที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติโพลอนียม (Po) ชนกับเบอริเลียม จะเกิดลำอนุภาค $a$ เมื่อลำอนุภาคนี้กระทบกับขี้ผึ้งพาราฟิน $a$ การกระแทกพาราฟินให้ผลเป็นกระแสอนุภาค $b$. การวิจัยชี้ให้เห็นว่า ( ) ![](/images/questions/phys-nuclear-physics/image-003.jpg)

A. A. $a$ แทนโปรตอน, $b$ แทนนิวตรอน.
B. B. $a$ ใช้สำหรับรังสี $\gamma$ ส่วน $b$ ใช้สำหรับนิวตรอน
C. C. $a$ แทนนิวตรอน, $b$ แทนรังสี $\gamma$.
D. D. $a$ แทนนิวตรอน, $b$ แทนโปรตอน.

Answer

Answer: D

Solution: เมื่อเบริลเลียมถูกยิงด้วยรังสี $\alpha$ จากแหล่งกัมมันตรังสีโพโลเนียม มันจะปล่อยกระแสอนุภาคนิวตรอนที่มีการทะลุทะลวงสูงออกมา ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "รังสีเบริลเลียม" หรือก็คือกระแสฟลักซ์ของนิวตรอน นิวตรอนที่ชนกับพาราฟินจะขับโปรตอนออกจากอะตอมของไฮโดรเจน ส่งผลให้เกิดกระแสฟลักซ์ของโปรตอนดังนั้น $a$ แทนนิวตรอน, $b$ แทนโปรตอน. ABC ไม่ถูกต้อง; D ถูกต้อง.

Question 26

Question 26: 26. ภายในปี 2025 การก่อสร้างพลังงานนิวเคลียร์ของจีนได้เข้าสู่ระยะเร่งความเร็วอย่างครอบคลุม ด้วยการเด...

26. ภายในปี 2025 การก่อสร้างพลังงานนิวเคลียร์ของจีนได้เข้าสู่ระยะเร่งความเร็วอย่างครอบคลุม ด้วยการเดินเครื่องปฏิกรณ์เชิงพาณิชย์ใหม่ ๆ อย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีนิวเคลียร์ของจีนกำลังเปลี่ยนจากผู้ตามสู่ผู้นำ เร่งการมาถึงของยุคใหม่ของพลังงานสะอาดระดับโลกโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฉินซาน ซึ่งเป็นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แห่งแรกในประเทศจีนที่วิจัย ออกแบบ และก่อสร้างโดยฝีมือคนไทยเอง ใช้ ${ } ^ { 235 } \mathrm { U }$ เป็นเชื้อเพลิงในเตาปฏิกรณ์ หนึ่งในสมการปฏิกิริยานิวเคลียร์ของโรงไฟฟ้าแห่งนี้คือ ${ } _ { 92 } ^ { 235 } \mathrm { U } + { } _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n } \rightarrow { } _ { \mathrm { Z } } ^ { 88 } \mathrm { Sr } + { } _ { 54 } ^ { \mathrm { A } } \mathrm { Y } + 10 { } _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n }$ ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

A. A. $Z = 38 , A = 137$
B. B. นิวตรอนที่ผลิตขึ้นจากปฏิกิริยานิวเคลียร์นี้สามารถกระตุ้นให้เกิดการแตกตัวนิวเคลียร์ได้โดยตรง และถูกเรียกว่า "นิวตรอนช้า"
C. C. แท่งแคดเมียมถูกใช้ภายในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของโรงไฟฟ้าเพื่อดูดซับนิวตรอนและควบคุมอัตราการเกิดปฏิกิริยา
D. D. ทั้งสองข้างของสมการปฏิกิริยานิวเคลียร์นี้สามารถหักล้างนิวตรอนได้ฝ่ายละหนึ่งตัว ซึ่งหมายความว่าปฏิกิริยานิวเคลียร์นี้เป็นกระบวนการสลายตัวโดยพื้นฐาน

Answer

Answer: C

Solution: A. ตามหลักอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า $\mathrm { Z } + 54 = 92$ ให้ผลลัพธ์เป็น $Z = 38$ ตามหลักอนุรักษ์จำนวนมวล $235 + 1 = 88 + \mathrm { A } + 10$ ให้ผลลัพธ์เป็น $A = 138$ ดังนั้น $A$ จึงไม่ถูกต้อง ข. นิวตรอนที่เกิดจากการปฏิกรณ์นิวเคลียร์นี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมาก เรียกว่านิวตรอนเร็ว ซึ่งอาจผ่านยูเรเนียม-235 โดยไม่เกิดปฏิสัมพันธ์ นิวเคลียสของยูเรเนียมไม่สามารถจับนิวตรอนเหล่านี้ได้ จึงป้องกันการเกิดการแตกตัว ดังนั้น ข. จึงไม่ถูกต้อง ค. หากฟลักซ์ของนิวตรอนมีค่าสูงเกินไปจนทำให้การปฏิกรณ์เร่งตัวเร็วขึ้น สามารถใช้แท่งแคดเมียมเพื่อดูดซับนิวตรอนและควบคุมอัตราการปฏิกรณ์ได้ ดังนั้น ค. จึงถูกต้อง D. ปฏิกิริยานี้ต้องการนิวตรอนเพื่อชนกับยูเรเนียม-235 ทำให้เกิดยูเรเนียม-236 ในสภาพกระตุ้น ซึ่งต่อมาจะแตกตัวเป็นชิ้นส่วน แม้ว่ายูเรเนียม-235 จะเกิดการสลายตัว แต่ครึ่งชีวิตของมันคือ $7.0 \times 10 ^ { 8 }$ ปี เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ใช้การแตกตัวของยูเรเนียม-235 เป็นหลัก ดังนั้น D จึงไม่ถูกต้อง

Question 27

Question 27: 27. งานวิจัยชี้ให้เห็นว่านิวเคลียสของธาตุบางชนิดอาจ "จับ" อิเล็กตรอนจากอิเล็กตรอนเปลือกนอกที่อยู่ใกล...

27. งานวิจัยชี้ให้เห็นว่านิวเคลียสของธาตุบางชนิดอาจ "จับ" อิเล็กตรอนจากอิเล็กตรอนเปลือกนอกที่อยู่ใกล้เคียงเพื่อสร้างอะตอมใหม่ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "การจับ K"ตัวอย่างเช่น: นิวเคลียสของเบริลเลียม (${ } ^ { 7 } \mathrm { Be }$) จับอิเล็กตรอนจากออร์บิทัลเปลือก K ทำให้เกิดนิวเคลียสของลิเทียมที่ถูกกระตุ้นและนิวทริโนที่มีพลังงานสูงและเป็นกลางทางไฟฟ้าที่มีจำนวนมวลเป็นศูนย์ ($v$)นิวเคลียสลิเธียมที่ตื่นเต้น (${ } ^ { 7 } { } ^ { \mathrm { Li } }$) จะปล่อยโฟตอน $\gamma$ ออกมาโดยอัตโนมัติเพื่อกลับสู่สถานะพื้นฐานของมัน ข้อความใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

A. A. ปฏิกิริยานี้เป็นการสลายตัวแบบ $\beta$
B. B. ไม่มีการสูญเสียมวลก่อนและหลังปฏิกิริยา
C. C. นิวเคลียสของเบริลเลียมมีนิวตรอน 4 ตัว และโปรตอน 3 ตัว
D. D. สาระสำคัญของปฏิกิริยานี้คือโปรตอนจับกับอิเล็กตรอนเพื่อสร้างนิวตรอน

Answer

Answer: D

Solution: AD. แก่นของปฏิกิริยานี้คือโปรตอนจับกับอิเล็กตรอนเพื่อสร้างนิวตรอน; มันไม่ปล่อยอิเล็กตรอนออกมา ดังนั้นจึงไม่ถือเป็น $\beta$ การสลายตัว ดังนั้น A จึงไม่ถูกต้องและ D ถูกต้อง ข. ปฏิกิริยานี้ปล่อยพลังงานออกมาและมีการสูญเสียมวลสุทธิ ดังนั้น ข. จึงไม่ถูกต้อง ค. นิวเคลียสของเบอริลเลียม (${ } ^ { 7 } \mathrm { Be }$) มีนิวตรอน 3 ตัวและโปรตอน 4 ตัว ดังนั้น ค. จึงไม่ถูกต้อง

Question 28

Question 28: 28. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

28. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

A. A. ไอโอดีน-131 (คือ ${ } ^ { 131 }$ I) ไม่เสถียรทางนิวเคลียร์และเกิดการสลายตัวตามปฏิกิริยา $\beta$ โดยมีครึ่งชีวิต 8 วัน หลังจาก 8 วัน จำนวนอะตอมของไอโอดีน-131 ที่มีการแผ่รังสีต้องลดลงเหลือ 15
B. B. เมื่อภาชนะที่บรรจุอะตอมไฮโดรเจนจำนวนมากในระดับพลังงาน $n = 2$ ถูกฉายด้วยแหล่งกำเนิดแสงโมโนโครเมติก อะตอมไฮโดรเจนจะดูดกลืนแสงนี้และปล่อยโฟตอนสามตัวออกมาโดยมีช่วงความยาวคลื่นเป็น ${ } ^ { \lambda _ { 1 } } , \lambda _ { 2 } , \lambda _ { 3 }$ และ $\left( { } _ { 1 } > \lambda _ { 2 } > \lambda _ { 3 } \right)$ ตามลำดับ ช่วงความยาวคลื่นของโฟตอนที่ตกกระทบคือ $\lambda _ { 1 }$
C. C. $\alpha$ รังสี, $\beta$ รังสี, และ $\gamma$ รังสี ล้วนเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งสิ้น โดยมี $\gamma$ รังสีที่มีคลื่นความยาวสั้นที่สุด
D. D. เมื่อแสงโมโนโครเมติกที่มีความยาวคลื่นหนึ่งกระทบกับผิวโลหะและทำให้เกิดปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ความยาวคลื่นของแสงที่ตกกระทบยิ่งมาก พลังงานจลน์เริ่มต้นสูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนที่ถูกปล่อยออกมาก็จะยิ่งมากขึ้น

Answer

Answer: B

Solution: ก. ครึ่งชีวิตเป็นกฎทางสถิติที่ใช้กับจำนวนนิวเคลียสของอะตอมจำนวนมาก และไม่สามารถใช้กับอนุภาคแต่ละตัวได้ ดังนั้น ข้อ ก. จึงไม่ถูกต้อง ข. อะตอมของไฮโดรเจนในสถานะกระตุ้นจะไม่เสถียรและสามารถเปลี่ยนไปยังระดับพลังงานที่ต่ำกว่าได้เองโดยปล่อยโฟตอนออกมา ไฮโดรเจนจะปล่อยแสงที่มีความถี่เพียงสามค่าที่แตกต่างกันเท่านั้น ซึ่งแสดงให้เห็นว่าอะตอมอยู่ในระดับพลังงาน $n = 3$ดังนั้น เมื่อภาชนะที่บรรจุอะตอมไฮโดรเจนจำนวนมากในระดับพลังงาน $n = 2$ ถูกฉายด้วยแสงโมโนโครมาติก อะตอมจะเปลี่ยนไปยังระดับพลังงาน $n = 3$เมื่ออะตอมของไฮโดรเจนดูดซับโฟตอนเหล่านี้แล้ว สามารถปล่อยโฟตอนออกมาได้สามประเภท โดยมีช่วงความยาวคลื่นคือ $\lambda _ { 1 } , \lambda _ { 2 } , \lambda _ { 3 }$ และ $\lambda _ { 1 } > \lambda _ { 2 } > \lambda _ { 3 }$ ตามความถี่ของโฟตอน $$ v = \frac { c } { \lambda } $$: ยิ่งความยาวคลื่นของโฟตอนน้อย ความถี่ยิ่งมาก สำหรับการเปลี่ยนจาก ${ } ^ { n = 2 }$ ไปยัง $^ { n = 3 }$, ความยาวคลื่นของโฟตอนที่ตกกระทบคือ ${ } ^ { \lambda _ { 1 } }$; ดังนั้น B จึงถูกต้อง C. $\gamma$ รังสีประกอบด้วยนิวเคลียสของฮีเลียม, ${ } ^ { 131 }$ รังสีประกอบด้วยอิเล็กตรอนความเร็วสูง, และมีเพียง $\beta$ รังสีที่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดยพื้นฐาน ดังนั้น C ไม่ถูกต้อง; D. ตามสมการของปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก $$ E _ { \mathrm { km } } = \frac { h c } { \lambda } - W _ { 0 } $$ ระบุว่าเมื่อเกิดปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ความยาวคลื่นของแสงที่ตกกระทบยิ่งมาก พลังงานจลน์เริ่มต้นสูงสุดของปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกยิ่งน้อย ดังนั้น ข้อ D จึงไม่ถูกต้อง

Question 29

Question 29: 29. แบตเตอรี่นิวเคลียร์ถือเป็นแหล่งพลังงานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับยานสำรวจอวกาศลึกหลากหลายประเภท เนื่อ...

29. แบตเตอรี่นิวเคลียร์ถือเป็นแหล่งพลังงานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับยานสำรวจอวกาศลึกหลากหลายประเภท เนื่องจากไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิสุดขั้วและสามารถต้านทานการรบกวนจากรังสีคอสมิกได้อย่างสมบูรณ์ หลักการของแบตเตอรี่เทอร์โมไอออนิกพลูโตเนียม-238 คือการเปลี่ยนพลังงานนิวเคลียร์ที่ปลดปล่อยออกมาในระหว่างกระบวนการสลายตัวให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า สมการการสลายตัวของพลูโตเนียม-238 คือ ${ } ^ { 238 } \mathrm { Pu } \rightarrow { } _ { 92 } ^ { 234 } \mathrm { U } + \mathrm { X }$ ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

A. A. รังสีที่ปล่อยออกมาในระหว่างการสลายตัวประกอบด้วยลำอนุภาคฮีเลียมความเร็วสูง ซึ่งมีพลังทะลุทะลวงอย่างน่ากลัว
B. B. มวลเฉลี่ยของนิวคลีออนใน ${ } ^ { 238 } \mathrm { Pu }$ น้อยกว่ามวลเฉลี่ยของนิวคลีออนใน ${ } ^ { 234 } \mathrm { U }$
C. C. พลังงานการจับจำเพาะของ ${ } ^ { 238 } \mathrm { Pu }$ น้อยกว่าของ ${ } ^ { 234 } \mathrm { U }$.
D. D. นิวเคลียสของ ${ } ^ { 238 } \mathrm { Pu }$ มีนิวตรอนมากกว่านิวเคลียสของ ${ } ^ { 234 } \mathrm { U }$ สี่ตัว

Answer

Answer: C

Solution: A. นิวเคลียสของฮีเลียมมีศักยภาพในการทำให้ไอออนแตกตัวสูงแต่มีพลังทะลุทะลวงต่ำ ดังนั้น A จึงไม่ถูกต้อง; B. เนื่องจากการปลดปล่อยพลังงานและการขาดมวล มวลเฉลี่ยของนิวคลีออนใน ${ } ^ { 238 } \mathrm { Pu }$ จึงน้อยกว่าใน ${ } ^ { 234 } \mathrm { U }$ ดังนั้น B จึงไม่ถูกต้อง; C. ${ } _ { 92 } ^ { 234 } \mathrm { U }$ มีความเสถียรมากกว่า ${ } ^ { 238 } \mathrm { Pu }$ ดังนั้นพลังงานการจับตัวเฉพาะของ ${ } ^ { 238 } \mathrm { Pu }$ จึงน้อยกว่า ${ } ^ { 234 } \mathrm { U }$ ดังนั้น C จึงถูกต้อง ง. จากจำนวนมวลและเลขอะตอม เห็นได้ชัดว่านิวเคลียสของ ${ } ^ { 94 } \mathrm { Pu }$ มีนิวตรอนมากกว่านิวเคลียสของ ${ } ^ { 92 } \mathrm { U }$ สองตัว ดังนั้น ข้อ D จึงไม่ถูกต้อง

Question 30

Question 30: 30. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

30. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

A. A. เมื่อนิวเคลียสของยูเรเนียมเกิดการสลายตัวตามสูตร $\alpha$ จะปล่อยอนุภาค $\alpha$ และพลังงานในปริมาณหนึ่งออกมา โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในปัจจุบันใช้ประโยชน์จากพลังงานที่ปล่อยออกมาโดยธรรมชาตินี้
B. B. หากแสงอัลตราไวโอเลตสามารถทำให้เกิดปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกเมื่อฉายไปยังโลหะชนิดหนึ่ง การเปลี่ยนไปใช้แสงสีแดงจะไม่ทำให้เกิดปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกอย่างแน่นอน
C. C. เมื่ออะตอมไฮโดรเจนเปลี่ยนจากระดับพลังงานที่สูงกว่าไปยังระดับพลังงานที่ต่ำกว่า มันจะดูดกลืนโฟตอนที่มีความถี่เฉพาะ
D. D. ทั้งคลื่นกลและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแสดงคุณสมบัติของการแทรกสอดและการเลี้ยวเบน

Answer

Answer: D

Solution: A. $\alpha$ ประสบกับการสลายตัวที่มีการปลดปล่อยพลังงานค่อนข้างต่ำ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ในปัจจุบันใช้พลังงานที่ปลดปล่อยออกมาในระหว่างการแตกตัวของยูเรเนียม ดังนั้น A จึงไม่ถูกต้อง B. การฉายแสงสีม่วงไปยังโลหะบางชนิดทำให้เกิดปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ซึ่งบ่งบอกว่าความถี่ของแสงสีม่วงเกินความถี่เกณฑ์ของโลหะนั้น ความถี่ของแสงสีแดงต่ำกว่าแสงสีม่วง ซึ่งหมายความว่าแสงสีแดงอาจไม่จำเป็นต้องทำให้เกิดปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ดังนั้น B จึงไม่ถูกต้องค. เมื่ออิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจนเปลี่ยนจากระดับพลังงานที่สูงกว่าไปยังระดับพลังงานที่ต่ำกว่า พลังงานของอิเล็กตรอนจะลดลง ทำให้เกิดการปล่อยโฟตอนที่มีความถี่เฉพาะออกมา ดังนั้น ข้อ ค. จึงไม่ถูกต้อง ง. ทั้งการแทรกสอดและการเลี้ยวเบนเป็นสมบัติที่มีอยู่ในตัวของคลื่น ทั้งคลื่นเชิงกลและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าต่างก็แสดงลักษณะของการแทรกสอดและการเลี้ยวเบน ดังนั้น ข้อ ง. จึงถูกต้อง คำตอบที่ถูกต้องคือ ง. [ข้อสังเกตสำคัญ] คำถามนี้ทดสอบแนวคิดพื้นฐาน เช่น ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก และทฤษฎีของบอร์ ความสำเร็จขึ้นอยู่กับความคุ้นเคยอย่างถ่องแท้กับเนื้อหาในตำรา การสะสมความรู้อย่างต่อเนื่อง และการเข้าใจหลักการพื้นฐานเหล่านี้อย่างมั่นคง

Question 31

Question 31: 31. ในการปฏิบัติทางการแพทย์ $\gamma$ รังสีที่ผลิตโดยโคบอลต์-60 ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการรักษาผู้ป่วยท...

31. ในการปฏิบัติทางการแพทย์ $\gamma$ รังสีที่ผลิตโดยโคบอลต์-60 ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการรักษาผู้ป่วยที่มีเนื้องอกร้ายแรง สมการการสลายตัวของโคบอลต์-60 คือ $\mathrm { Co } \rightarrow { } _ { 28 } ^ { 60 } \mathrm { Ni } + \mathrm { X }$ โดยมีครึ่งชีวิต 5.27 ปี ข้อใดต่อไปนี้เป็นความจริง?

A. A. เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมเพิ่มขึ้น ครึ่งชีวิตของโคบอลต์-60 จะลดลง
B. B. อนุภาค X คือโปรตอน $\alpha$
C. C. อนุภาค X ถูกปล่อยออกมาเมื่อโปรตอนในนิวเคลียสของโคบอลต์-60 ถูกเปลี่ยนเป็นนิวตรอน
D. D. 0.หลังจาก 5.27 ปี เหลือโคบอลต์-60 ที่ไม่สลายตัวอยู่ 0.05 กรัม

Answer

Answer: D

Solution: ก. สภาพแวดล้อมภายนอกไม่มีผลต่อครึ่งชีวิตของธาตุกัมมันตรังสี ดังนั้น ข. จึงไม่ถูกต้อง; ค., ง. จากหลักอนุรักษ์มวล อนุภาค X คือ $\mathrm { Co } \rightarrow { } _ { 28 } ^ { 60 } \mathrm { Ni } + \mathrm { X }$ ซึ่งแสดงถึงการสลายตัวแบบ ${ } ^ { - 1 } \mathrm { e }$ โดยที่นิวตรอนภายในนิวเคลียสเปลี่ยนเป็นอิเล็กตรอนและโปรตอน ดังนั้น ข. และ ค. จึงไม่ถูกต้อง; ง. จากสูตรครึ่งชีวิต มวลที่ไม่สลายตัวคือ $$ m = \frac { 1 } { 2 } m _ { 0 } = 0.05 \mathrm {~g} $$ ดังนั้น ข้อ ง. ถูกต้อง

Question 32

Question 32: 32. ในสมการปฏิกิริยานิวเคลียร์ต่อไปนี้ สมการใดแสดง X เป็นโปรตอน?

32. ในสมการปฏิกิริยานิวเคลียร์ต่อไปนี้ สมการใดแสดง X เป็นโปรตอน?

A. A. ${ } _ { 15 } ^ { 30 } \mathrm { P } \rightarrow { } _ { 14 } ^ { 30 } \mathrm { Si } + \mathrm { X }$
B. B. ${ } _ { 92 } ^ { 238 } U \rightarrow { } _ { 90 } ^ { 234 } T h + X$
C. C. ${ } _ { 13 } ^ { 27 } \mathrm { Al } + { } _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n } \rightarrow { } _ { 12 } ^ { 27 } \mathrm { Mg } + \mathrm { X }$
D. D. ${ } _ { 13 } ^ { 27 } \mathrm { Al } + { } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { He } \rightarrow { } _ { 15 } ^ { 30 } \mathrm { P } + \mathrm { X }$

Answer

Answer: C

Solution: จากสมการ $A$ เราทราบว่า $X$ มีจำนวนมวลเป็นศูนย์และมีประจุ 1 ดังนั้น $X$ คือโพสิตรอน และ $A$ ไม่ถูกต้องใน $B$, $X$ มีจำนวนมวลเท่ากับ 4 และจำนวนประจุเท่ากับ 2 ดังนั้น X คือนิวเคลียสของฮีเลียม; ตัวเลือก B ไม่ถูกต้อง. ในตัวเลือก C, X มีจำนวนมวลเท่ากับ 1 และจำนวนประจุเท่ากับ 1 ดังนั้น X คือโปรตอน; ตัวเลือก C ถูกต้อง. ในตัวเลือก D, X มีจำนวนมวลเท่ากับ 1 และมีประจุเป็น 0 ดังนั้น X คือนิวตรอน; D ไม่ถูกต้อง. ดังนั้น คำตอบที่ถูกต้องคือ C. ความเข้าใจ: คำถามนี้ทดสอบการอนุรักษ์จำนวนมวลและประจุก่อนและหลังปฏิกิริยานิวเคลียร์. นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องจำสัญลักษณ์ของอนุภาคพื้นฐานต่าง ๆ เช่น โปรตอน, นิวตรอน, $\alpha$ อนุภาค, และอิเล็กตรอนบวกและลบ.

Question 33

Question 33: 33. เกี่ยวกับความรู้ทางฟิสิกส์สมัยใหม่ ข้อความต่อไปนี้ถูกต้อง:

33. เกี่ยวกับความรู้ทางฟิสิกส์สมัยใหม่ ข้อความต่อไปนี้ถูกต้อง:

A. A. ยิ่งมีพลังงานผูกพันมากเท่าใด นิวคลีออนก็จะถูกผูกพันแน่นมากขึ้นภายในนิวเคลียสของอะตอม และนิวเคลียสก็จะมีความเสถียรมากขึ้นเท่านั้น
B. B. สมการปฏิกิริยานิวเคลียร์หนึ่งสมการสำหรับการแตกตัวของยูเรเนียมคือ ${ } ^ { 235 } \mathrm { U } \rightarrow { } _ { 56 } ^ { 141 } \mathrm { Ba } + { } _ { 36 } ^ { 92 } \mathrm { Kr } + 2 { } _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n }$
C. C. ${ } _ { 92 } ^ { 238 } \mathrm { U } \rightarrow { } _ { 90 } ^ { 234 } \mathrm { Th } + \mathrm { X }$ โดยที่ X แทนนิวตรอน และชนิดของปฏิกิริยานิวเคลียร์คือ $\beta$ การสลายตัว
D. D. เมื่อนิวเคลียสที่มีพลังงานผูกพันเฉลี่ยต่ำรวมตัวกันหรือสลายตัวเป็นนิวเคลียสที่มีพลังงานผูกพันเฉลี่ยสูงกว่า พลังงานนิวเคลียร์จะถูกปลดปล่อยออกมาอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

Answer

Answer: D

Solution: ก. ยิ่งมีพลังงานผูกพันมาก นิวเคลออนภายในนิวเคลียสก็จะยิ่งถูกผูกพันแน่นหนามากขึ้น และนิวเคลียสก็จะยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้น ตัวเลือก ก. ไม่ถูกต้อง ข. ในสมการปฏิกิริยานิวเคลียร์สำหรับการแตกตัวของยูเรเนียม สารตั้งต้นต้องมีนิวตรอน ตัวเลือก ข. ไม่ถูกต้อง C. ใน ${ } _ { 92 } ^ { 238 } \mathrm { U } \rightarrow { } _ { 90 } ^ { 234 } \mathrm { Th } + \mathrm { X }$, X มีจำนวนมวลเท่ากับ 4 และมีประจุเท่ากับ 2 ซึ่งแสดงถึงอนุภาค $\alpha$ ประเภทปฏิกิริยานิวเคลียร์คือ $\alpha$ การสลายตัว ทำให้ตัวเลือก C ไม่ถูกต้อง ง. พลังงานผูกพันเฉลี่ยแสดงถึงพลังงานที่ปล่อยออกมาต่อหนึ่งนิวคลีออนเมื่อนิวคลีออนรวมตัวกันเป็นนิวเคลียสของอะตอม นิวเคลียสที่มีพลังงานผูกพันเฉลี่ยสูงกว่าจะมีความเสถียรมากกว่า เมื่อนิวเคลียสที่มีพลังงานผูกพันเฉลี่ยต่ำกว่ารวมตัวกันหรือสลายตัวเป็นนิวเคลียสที่มีพลังงานผูกพันเฉลี่ยสูงกว่า จะเกิดการขาดมวล ซึ่งจะทำให้พลังงานนิวเคลียร์ถูกปลดปล่อยออกมาอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้น ข้อ ง. จึงถูกต้อง

Question 34

Question 34: 34. ${ } _ { 61 } ^ { 147 } \mathrm { Pm }$ สามารถใช้ในกระบวนการผลิตเครื่องวัดความหนาและแบตเตอรี่ไอโ...

34. ${ } _ { 61 } ^ { 147 } \mathrm { Pm }$ สามารถใช้ในกระบวนการผลิตเครื่องวัดความหนาและแบตเตอรี่ไอโซโทปรังสีเมื่อเกิดการสลายตัวตามสูตร $\beta$ โดยพิจารณาว่าครึ่งชีวิตของ ${ } ^ { 147 } \mathrm { Pm }$ คือ 2.64 ปี ข้อความใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

A. A. การใช้ ${ } _ { 61 } ^ { 147 } \mathrm { Pm }$ เป็นเครื่องวัดความหนาอาศัยความสามารถในการทำให้ไอออนของรังสี $\beta$
B. B. หลังจากการสลายตัวของ ${ } _ { 61 } ^ { 147 } \mathrm { Pm }$ ไปเป็น $\beta$, นิวเคลียสใหม่จะมีประจุเป็น 62.
C. C. หลังจาก 2.64 ปี, 50 ของนิวเคลียสอะตอมต้นฉบับ 100 ${ } ^ { 147 } \mathrm { Pm }$ ยังคงอยู่
D. D. เมื่ออุณหภูมิลดลง ระยะเวลาการใช้งานของแบตเตอรี่ไอโซโทปอาจเพิ่มขึ้น

Answer

Answer: B

Solution: A. ${ } ^ { 147 } \mathrm { Pm }$ ทำหน้าที่เป็นเครื่องวัดความหนาโดยอาศัยพลังการทะลุทะลวงของรังสี $\beta$ ดังนั้น A จึงไม่ถูกต้อง B. ${ } ^ { 147 } \mathrm { Pm }$ ประสบกับการสลายตัว ${ } ^ { 147 } \mathrm { Pm }$ โดยปล่อยอิเล็กตรอนออกมา $\beta$. การอนุรักษ์ประจุก่อนและหลังการสลายตัวบ่งชี้ว่านิวเคลียสใหม่มีประจุเท่ากับ 62 ดังนั้น B จึงถูกต้อง; ค. ค่าครึ่งชีวิตเป็นผลลัพธ์ทางสถิติที่อ้างอิงจากจำนวนนิวเคลียสจำนวนมาก และไม่สามารถใช้กับนิวเคลียสแต่ละตัวได้ ดังนั้น ข้อ ค. จึงไม่ถูกต้อง ง. ค่าครึ่งชีวิตถูกกำหนดโดยนิวเคลียสเองและไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ ดังนั้น ข้อ ง. จึงไม่ถูกต้อง ดังนั้น คำตอบที่ถูกต้องคือ ข.

Question 35

Question 35: 35. นิวตันเสนอทฤษฎีอนุภาคของแสงเพื่ออธิบายธรรมชาติของแสง ปัจจุบันได้รับการยอมรับว่าแสงแสดงลักษณะสองด...

35. นิวตันเสนอทฤษฎีอนุภาคของแสงเพื่ออธิบายธรรมชาติของแสง ปัจจุบันได้รับการยอมรับว่าแสงแสดงลักษณะสองด้านของคลื่นและอนุภาค ![](/images/questions/phys-nuclear-physics/image-004.jpg)

A. A. (1) (2)
B. B. (2) (3)
C. C. (3) (4)
D. D. (2) (4)

Answer

Answer: B

Solution: (1) การทดลองนี้คือการทดลองการกระเจิงของอนุภาค $\alpha$ จากการทดลองนี้ รัทเธอร์ฟอร์ดได้เสนอแบบจำลองนิวเคลียร์ของอะตอม ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับธรรมชาติของแสง (2) การแทรกสอดเป็นสมบัติเฉพาะของคลื่น ดังนั้น การทดลองการแทรกสอดแบบสองรอยแยกจึงแสดงให้เห็นว่าแสงแสดงพฤติกรรมแบบคลื่น (3) การทดลองนี้แสดงให้เห็นถึงปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ซึ่งพิสูจน์ว่าแสงมีคุณสมบัติคล้ายอนุภาค (4) การทดลองที่เกี่ยวข้องกับการเบี่ยงเบนของรังสีสามประเภทในสนามไฟฟ้าเป็นการกำหนดธรรมชาติทางไฟฟ้าของรังสีเหล่านั้น แต่ไม่ได้พิสูจน์คุณสมบัติของแสง ดังนั้น คำตอบที่ถูกต้องคือ ข.

Question 36

Question 36: 36. แม็กซ์ พลังค์ ผู้ก่อตั้งทฤษฎีควอนตัม เชื่อว่าประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ไม่ใช่เพียงแค่การสืบทอดข...

36. แม็กซ์ พลังค์ ผู้ก่อตั้งทฤษฎีควอนตัม เชื่อว่าประวัติศาสตร์ของวิทยาศาสตร์ไม่ใช่เพียงแค่การสืบทอดของข้อเท็จจริง กฎ และคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ที่ตามมาเท่านั้น แต่ยังเป็นประวัติศาสตร์ของแนวคิดอีกด้วย ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

A. A. การวิจัยเกี่ยวกับสเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจนนำไปสู่การก่อตั้งแบบจำลองนิวเคลียร์ของอะตอม
B. B. ครึ่งชีวิตขึ้นอยู่กับทั้งปริมาณของวัสดุและการผ่านของเวลา และสามารถนำมาใช้เพื่อกำหนดอายุทางธรณีวิทยาและชีววิทยาได้
C. C. รังสีที่เกิดขึ้นจากปรากฏการณ์กัมมันตรังสีตามธรรมชาติสามารถถูกเบี่ยงเบนได้ในสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก
D. D. เงื่อนไขสำหรับการเกิดปฏิกิริยาฟิวชันนิวเคลียร์ของธาตุเบาเกี่ยวข้องกับการเอาชนะแรงผลักของคูลอมบ์ มากกว่าการเอาชนะแรงนิวเคลียร์

Answer

Answer: D

Solution: ก. การทดลองการยิงอนุภาค $\alpha$ เข้าสู่แผ่นทองคำเปลวนำไปสู่การก่อตั้งแบบจำลองนิวเคลียร์ของอะตอม ดังนั้น ก. ไม่ถูกต้อง ข. ค่าครึ่งชีวิตถูกกำหนดโดยปัจจัยภายในของนิวเคลียสของอะตอมและไม่มีผลต่อปริมาณของวัสดุหรือเวลาที่ผ่านไป ดังนั้น ข. ไม่ถูกต้อง C. $Y$ รังสีที่เกิดขึ้นจากปรากฏการณ์กัมมันตรังสีตามธรรมชาติเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ไม่มีประจุไฟฟ้า และไม่สามารถเบี่ยงเบนได้ในสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็ก ดังนั้น ข้อ C จึงไม่ถูกต้อง D. เงื่อนไขสำหรับนิวเคลียสที่มีมวลเบาที่จะเกิดการหลอมรวมกัน คือการเอาชนะแรงผลักของคูลอมบ์ ไม่ใช่การเอาชนะแรงนิวเคลียร์ ดังนั้น ข้อ D จึงถูกต้อง

Question 37

Question 37: 37. พลังงานนิวเคลียร์ในฐานะแหล่งพลังงานสีเขียวที่สะอาด มีคาร์บอนต่ำ ปลอดภัย มีประสิทธิภาพ มั่นคง และ...

37. พลังงานนิวเคลียร์ในฐานะแหล่งพลังงานสีเขียวที่สะอาด มีคาร์บอนต่ำ ปลอดภัย มีประสิทธิภาพ มั่นคง และสามารถขยายขนาดได้ มีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมการพัฒนาสีเขียวและสนับสนุนการบรรลุเป้าหมาย "คาร์บอนคู่" สถิติระบุว่าโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดหนึ่งล้านกิโลวัตต์สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้มากกว่า 6 ล้านตันต่อปีเมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้าถ่านหิน แสดงให้เห็นว่าพลังงานนิวเคลียร์เป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ข้อใดต่อไปนี้เกี่ยวกับปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ถูกต้อง?

A. A. กระบวนการแตกตัวของนิวเคลียสหนักจะปลดปล่อยพลังงานออกมา ในขณะที่กระบวนการหลอมรวมของนิวเคลียสเบาจะดูดซับพลังงาน
B. B. สมการการแตกตัวนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นภายในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์คือ ${ } ^ { 235 } \mathrm { U } + { } _ { 0 } ^ { 1 } n \rightarrow { } _ { 56 } ^ { 144 } \mathrm { Ba } + { } _ { 36 } ^ { 89 } \mathrm { Kr } + 2 { } _ { 0 } ^ { 1 } n$
C. C. นิวเคลียสของอะตอมหนึ่งตัวที่เกิดจากการแตกตัวนิวเคลียร์มีโปรตอน 56 ตัว และนิวตรอน 88 ตัว
D. D. ครึ่งชีวิตของ ${ } ^ { 235 } \mathrm { U }$ คือ 700 ล้านปี; หลังจาก 700 ล้านปี 50 จาก 100 ${ } ^ { 92 } \mathrm { U }$ นิวเคลียสอะตอมยังคงไม่สลายตัว

Answer

Answer: C

Solution: ก. การหลอมนิวเคลียร์ปล่อยพลังงานและเกิดการขาดมวล ดังนั้น ก. ไม่ถูกต้อง ข. สมการการแตกตัวนิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นในเตาปฏิกรณ์คือ $$ { } _ { 92 } ^ { 235 } \mathrm { U } + { } _ { 0 } ^ { 1 } n \rightarrow { } _ { 56 } ^ { 144 } \mathrm { Ba } + { } _ { 36 } ^ { 89 } \mathrm { Kr } + 3 _ { 0 } ^ { 1 } n $$ ดังนั้น ข. ไม่ถูกต้อง C. นิวเคลียสเดี่ยว ${ } ^ { 56 } \mathrm { Ba }$ ที่เกิดจากการแตกตัวของนิวเคลียร์ประกอบด้วยโปรตอน 56 ตัว และนิวตรอน 88 ตัว ดังนั้น C จึงถูกต้อง; D. ครึ่งชีวิตอธิบายพฤติกรรมทางสถิติของประชากรอนุภาคขนาดใหญ่; นิวเคลียส 100 ตัว $^ { 92 } { } ^ { 235 } \mathrm { U }$ ไม่เป็นไปตามหลักการครึ่งชีวิต ดังนั้น D จึงไม่ถูกต้อง ดังนั้น คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

Question 38

Question 38: 38. เมื่อวันที่ 24 สิงหาคม 2566 ตามเวลาท้องถิ่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิจิได้เริ่มปล่อยน้ำที่ผ...

38. เมื่อวันที่ 24 สิงหาคม 2566 ตามเวลาท้องถิ่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ฟุกุชิมะไดอิจิได้เริ่มปล่อยน้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วซึ่งมีสารกัมมันตรังสีลงสู่ทะเล ภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้นจากธาตุกัมมันตรังสีในน้ำนี้ต่อสังคมมนุษย์และระบบนิเวศทางทะเลนั้นไม่อาจประเมินได้ ในจำนวนนี้ ไอโซโทปกัมมันตรังสีหนึ่งชนิด—${ } _ { 38 } ^ { 90 } \mathrm { Sr } \rightarrow { } _ { 39 } ^ { 90 } \mathrm { Y } + \mathrm { X } \quad , \quad { } _ { 38 } ^ { 90 } \mathrm { Sr }$—มีค่าครึ่งชีวิต 28 ปี ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

A. A. X แทน นิวตรอน
B. B. ในน้ำทะเล ค่าครึ่งชีวิตของ ${ } ^ { 90 } \mathrm { Sr }$ ลดลง
C. C. พลังงานผูกพันต่อหน่วยปริมาตรของ ${ } ^ { 99 } \mathrm { Y }$ มากกว่าของ ${ } ^ { 90 } \mathrm { Sr }$
D. D. หลังจาก 28 ปี มีเพียง 25 ${ } ^ { 90 } \mathrm { Sr }$ นิวเคลียสที่ยังไม่สลายตัวจากนิวเคลียสเดิม 50 ${ } ^ { 90 } \mathrm { Sr }$ นิวเคลียส

Answer

Answer: C

Solution: ก. จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ ${ } ^ { 98 } \mathrm { Sr } \rightarrow { } _ { 39 } ^ { 90 } \mathrm { Y } + \mathrm { X }$ ตามหลักอนุรักษ์จำนวนมวลและจำนวนประจุ จะได้ว่า X คืออิเล็กตรอน ดังนั้น ก. จึงไม่ถูกต้อง ข. ในน้ำทะเล ค่าครึ่งชีวิตของ ${ } ^ { 90 } \mathrm { Sr }$ ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้น ข. จึงไม่ถูกต้อง ค. พลังงานยึดเหนี่ยวยิ่งมาก นิวเคลียสยิ่งมีเสถียรภาพมาก ดังนั้น พลังงานยึดเหนี่ยวของ ${ } ^ { 39 } \mathrm { Y }$ จึงมากกว่า ${ } ^ { 90 } \mathrm { Sr }$ ทำให้ข้อ ค. ถูกต้อง ง. ค่าครึ่งชีวิตอธิบายพฤติกรรมทางสถิติสำหรับกลุ่มอนุภาคขนาดใหญ่ และไม่สามารถใช้กับนิวเคลียสแต่ละตัวได้ ดังนั้น ข้อ ง. จึงไม่ถูกต้อง

Question 39

Question 39: 39. ประมาณ 5 พันล้านปีนับจากนี้ ดวงอาทิตย์จะไม่สามารถคงกระบวนการหลอมนิวเคลียร์ในปัจจุบันไว้ได้อีกต่อ...

39. ประมาณ 5 พันล้านปีนับจากนี้ ดวงอาทิตย์จะไม่สามารถคงกระบวนการหลอมนิวเคลียร์ในปัจจุบันไว้ได้อีกต่อไป และจะเริ่มยุบตัวลงด้วยแรงโน้มถ่วง ทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นจนแกนกลางร้อนมากพอที่จะเริ่มปฏิกิริยานิวเคลียร์หลอมนิวเคลียร์ใหม่ดังต่อไปนี้: ${ } ^ { 4 } \mathrm { He } + { } _ { 4 } ^ { 8 } \mathrm { Be } \rightarrow { } _ { 6 } ^ { 12 } \mathrm { C }$ จากนั้น, ( ) ![](/images/questions/phys-nuclear-physics/image-005.jpg) หมายเลขมวลอะตอมของนิวเคลียส.

A. A. ${ } ^ { 4 } \mathrm { He }$ มีความเสถียรมากกว่า ${ } ^ { 12 } \mathrm { C }$
B. B. มวลนิวเคลียร์เฉลี่ยของ ${ } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { He }$ มากกว่ามวลนิวเคลียร์ของ ${ } ^ { 12 } \mathrm { C }$
C. C. พลังงานผูกพันของ ${ } _ { 2 } ^ { 4 } \mathrm { He }$ มากกว่าของ ${ } ^ { 12 } \mathrm { C }$
D. D. กระบวนการฟิวชันนิวเคลียร์นี้ต้องการการดูดซับพลังงาน

Answer

Answer: B

Solution: A. ขนาดของพลังงานผูกพันสะท้อนถึงความเสถียรของนิวเคลียสของอะตอม; พลังงานผูกพันที่สูงกว่าบ่งชี้ว่านิวคลีออนถูกผูกไว้แน่นภายในนิวเคลียสมากขึ้น ทำให้มันเสถียรมากขึ้น ดังนั้น ${ } ^ { 12 } \mathrm { C }$ จึงเสถียรกว่า ${ } ^ { 4 } \mathrm { He }$ ทำให้ A ผิด; BCD. แผนภาพแสดงให้เห็นว่า ${ } ^ { 12 } \mathrm { C }$ มีพลังงานผูกพันมากกว่า ${ } ^ { 4 } \mathrm { He }$. การรวมตัวของนิวเคลียสที่มีน้ำหนักเบาจะปล่อยพลังงานออกมา ทำให้พลังงานผูกพันเพิ่มขึ้น และเกิดการสูญเสียมวล ซึ่งทำให้มวลเฉลี่ยของนิวคลีออนลดลง ดังนั้น ข้อ B จึงถูกต้อง ส่วนข้อ CD ไม่ถูกต้อง

Question 40

Question 40: 40. เมื่อยูเรเนียม-235 ถูกยิงด้วยนิวตรอน จะเกิดแบเรียมและคริปตันพร้อมกับปล่อยนิวคลีออนสามตัว Z สมการ...

40. เมื่อยูเรเนียม-235 ถูกยิงด้วยนิวตรอน จะเกิดแบเรียมและคริปตันพร้อมกับปล่อยนิวคลีออนสามตัว Z สมการการแตกตัวนิวเคลียร์คือ ${ } _ { 92 } ^ { 235 } \mathrm { U } + { } _ { 0 } ^ { 1 } \mathrm { n } \rightarrow { } _ { 56 } ^ { 144 } \mathrm { Ba } + { } _ { 36 } ^ { 89 } \mathrm { Kr } + 3 \mathrm { Z }$ ดังนั้น, ( ) วิชาฟิสิกส์มัธยมปลาย งานมอบหมาย, 30 ตุลาคม 2025

A. A. Z แทนโปรตอน
B. B. การอนุรักษ์จำนวนนิวคลีออนในนิวเคลียสระหว่างการสลายตัวโดยไม่มีการสูญเสียมวล
C. C. พลังงานการจับตัวเฉพาะของ ${ } ^ { 144 } \mathrm { Ba }$ มากกว่าของ ${ } ^ { 235 } \mathrm { U }$.
D. D. วัตถุประสงค์ของการใช้ผู้ควบคุมในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์คือการชะลออัตราการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์

Answer

Answer: C

Solution: A. ให้ Z แทนจำนวนมวลของ $m$ และจำนวนโปรตอนของ $n$ ตามกฎการอนุรักษ์จำนวนมวลและจำนวนโปรตอน เราจะได้ $$ \begin{gathered} 235 + 1 = 144 + 89 + 3 m \\ 92 = 56 + 36 + 3 n \end{gathered} $$ ซึ่งให้ผลลัพธ์เป็น $$ m = 1 , n = 0 $$ ดังนั้น Z คือนิวตรอน ทำให้ A ไม่ถูกต้อง B. แม้ว่าจำนวนนิวคลีออนจะคงที่ระหว่างการแตกตัว แต่ค่าเฉลี่ยของมวลนิวคลีออนจะแตกต่างกันก่อนและหลังการเกิดปฏิกิริยา ดังนั้นมวลจะสูญเสียไประหว่างการแตกตัว ทำให้ B ไม่ถูกต้อง C. นิวเคลียสใหม่ที่เกิดขึ้นหลังการแตกตัวของนิวเคลียสหนักจะมีเสถียรภาพมากขึ้น เนื่องจากพลังงานผูกพันมีความสัมพันธ์ผกผันกับความไม่เสถียรของนิวเคลียส พลังงานผูกพันของ ${ } _ { 56 } ^ { 144 } \mathrm { Ba }$ เกินกว่าของ ${ } _ { 92 } ^ { 235 } \mathrm { U }$; ดังนั้น C จึงถูกต้อง D. จุดประสงค์ของการใช้ตัวควบคุมในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์คือเพื่อชะลอความเร็วของนิวตรอนที่เคลื่อนที่เร็ว ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่กับนิวเคลียสของยูเรเนียม นี่ไม่ใช่เพื่อลดอัตราการเกิดปฏิกิริยา แต่เพื่อเพิ่มการใช้ประโยชน์จากนิวตรอน ดังนั้น D จึงไม่ถูกต้อง

Nuclear Physics Fundamentals

ภาพรวมหัวข้อ

ประเด็นสำคัญ

เคล็ดลับการเรียน

ทำโจทย์เป็น ≠ สอบผ่าน

แหล่งข้อมูลการเรียนรู้ที่เกี่ยวข้อง