Bài Tập Trắc nghiệm Vật Lí 12 - Kết nối tri thức - Bài 24: Công nghiệp hạt nhân - Đề 05
Bài Tập Trắc nghiệm Vật Lí 12 - Kết nối tri thức - Bài 24: Công nghiệp hạt nhân - Đề 05 được xây dựng với nhiều câu hỏi chất lượng, sát với nội dung chương trình học, giúp bạn dễ dàng ôn tập và kiểm tra kiến thức hiệu quả. Hãy cùng bắt đầu làm bài tập trắc nghiệm ngay để nâng cao hiểu biết và chuẩn bị tốt cho kỳ thi sắp tới!
Câu 1: Trong công nghiệp hạt nhân, phản ứng phân hạch dây chuyền được sử dụng để giải phóng năng lượng. Để duy trì phản ứng này ở tốc độ ổn định trong lò phản ứng hạt nhân (như trong nhà máy điện), yếu tố nào sau đây đóng vai trò quan trọng nhất trong việc điều chỉnh số lượng neutron tham gia phản ứng?
- A. Nhiên liệu hạt nhân (ví dụ: Uranium)
- B. Thanh điều khiển (Control rods)
- C. Chất làm chậm neutron (Moderator)
- D. Chất tải nhiệt (Coolant)
Câu 2: Chất làm chậm neutron (moderator) trong lò phản ứng hạt nhân có vai trò gì?
- A. Hấp thụ neutron để kiểm soát tốc độ phản ứng.
- B. Làm nguội lõi lò phản ứng.
- C. Giảm tốc độ của neutron nhanh thành neutron nhiệt.
- D. Tạo ra neutron mới để duy trì phản ứng dây chuyền.
Câu 3: Nhà máy điện hạt nhân chuyển đổi năng lượng hạt nhân thành điện năng thông qua một chuỗi các quá trình. Trình tự chuyển đổi năng lượng nào sau đây là đúng và đầy đủ nhất?
- A. Năng lượng hạt nhân → Điện năng → Nhiệt năng → Cơ năng.
- B. Năng lượng hạt nhân → Cơ năng → Nhiệt năng → Điện năng.
- C. Năng lượng hạt nhân → Nhiệt năng → Điện năng → Cơ năng.
- D. Năng lượng hạt nhân → Nhiệt năng → Cơ năng → Điện năng.
Câu 4: Phương pháp "nguyên tử đánh dấu" (tracer method) sử dụng các đồng vị phóng xạ để theo dõi các quá trình sinh học, hóa học hoặc vật lý. Nguyên tắc hoạt động cơ bản của phương pháp này là dựa vào:
- A. Khả năng phát ra bức xạ dễ dàng dò tìm của đồng vị phóng xạ.
- B. Khối lượng nguyên tử lớn hơn của đồng vị phóng xạ so với đồng vị bền.
- C. Tính chất hóa học khác biệt rõ rệt của đồng vị phóng xạ.
- D. Thời gian bán rã rất ngắn của đồng vị phóng xạ.
Câu 5: Giả sử bạn cần sử dụng phương pháp nguyên tử đánh dấu để theo dõi sự hấp thụ và phân bố của một loại thuốc trong cơ thể người. Đồng vị phóng xạ được chọn cần có những đặc điểm phù hợp. Đặc điểm nào sau đây là KHÔNG phù hợp cho ứng dụng này?
- A. Có thời gian bán rã rất dài (hàng nghìn năm).
- B. Phát ra tia gamma có năng lượng phù hợp để xuyên qua mô và dò tìm từ bên ngoài cơ thể.
- C. Có thời gian bán rã đủ ngắn để phân rã hết trong cơ thể sau khi hoàn thành quá trình theo dõi.
- D. Có tính chất hóa học tương tự nguyên tố không phóng xạ trong thuốc.
Câu 6: Kỹ thuật chiếu xạ bằng tia gamma được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm. Mục đích chính của việc chiếu xạ này là gì?
- A. Làm tăng hàm lượng dinh dưỡng của thực phẩm.
- B. Thay đổi màu sắc và hương vị của thực phẩm cho hấp dẫn hơn.
- C. Tiêu diệt vi sinh vật gây hại và côn trùng, kéo dài thời gian bảo quản.
- D. Biến đổi gen của thực phẩm để tạo ra giống mới.
Câu 7: Trong y học, các đồng vị phóng xạ được sử dụng để chẩn đoán và điều trị bệnh. Ví dụ, I-131 được dùng để điều trị ung thư tuyến giáp. Đây là ứng dụng dựa trên đặc điểm nào của I-131?
- A. I-131 phát ra tia alpha có khả năng xuyên sâu.
- B. I-131 được tuyến giáp hấp thụ một cách đặc hiệu.
- C. Thời gian bán rã của I-131 rất ngắn.
- D. I-131 không gây hại cho các mô xung quanh tuyến giáp.
Câu 8: Xác định niên đại bằng phương pháp Carbon-14 (C-14) là một kỹ thuật quan trọng trong khảo cổ học và địa chất. Phương pháp này chỉ hiệu quả với các mẫu vật có nguồn gốc hữu cơ (sinh vật đã chết). Lý do chính là gì?
- A. Sinh vật sống liên tục hấp thụ Carbon (bao gồm C-14) từ môi trường, duy trì tỷ lệ C-14 ổn định cho đến khi chết.
- B. C-14 chỉ tồn tại trong các vật liệu vô cơ.
- C. Thời gian bán rã của C-14 quá ngắn để xác định niên đại vật liệu vô cơ.
- D. Vật liệu vô cơ không phát ra bức xạ từ C-14.
Câu 9: Một mẫu gỗ cổ được tìm thấy và phân tích bằng phương pháp Carbon-14. Kết quả cho thấy tỷ lệ C-14 còn lại trong mẫu chỉ bằng 1/4 so với tỷ lệ C-14 trong cây gỗ sống hiện tại. Biết chu kỳ bán rã của C-14 là khoảng 5730 năm. Tuổi gần đúng của mẫu gỗ này là bao nhiêu?
- A. Khoảng 2865 năm.
- B. Khoảng 5730 năm.
- C. Khoảng 11460 năm.
- D. Khoảng 22920 năm.
Câu 10: Một trong những thách thức lớn nhất đối với công nghiệp hạt nhân là vấn đề xử lý chất thải phóng xạ. Tại sao chất thải phóng xạ lại nguy hiểm và khó xử lý?
- A. Chất thải phóng xạ có khối lượng rất lớn.
- B. Chất thải phóng xạ phát ra nhiệt lượng rất cao.
- C. Chất thải phóng xạ có thể tự phát nổ.
- D. Chất thải phóng xạ chứa các đồng vị có thời gian bán rã dài và phát ra bức xạ nguy hiểm trong thời gian rất lâu.
Câu 11: An toàn hạt nhân là yếu tố tối quan trọng trong hoạt động của nhà máy điện hạt nhân. Biện pháp kỹ thuật nào sau đây KHÔNG trực tiếp liên quan đến việc ngăn chặn rò rỉ phóng xạ ra môi trường trong trường hợp xảy ra sự cố tại lõi lò phản ứng?
- A. Hệ thống làm mát khẩn cấp.
- B. Tối ưu hóa chu trình nhiệt để tăng hiệu suất phát điện.
- C. Vỏ bọc bê tông dày và kiên cố bao quanh lò phản ứng (Containment building).
- D. Hệ thống xử lý và lọc khí thải trước khi thải ra môi trường.
Câu 12: So với việc sử dụng năng lượng hóa thạch (than, dầu, khí đốt), năng lượng hạt nhân từ phản ứng phân hạch có ưu điểm nổi bật nào về mặt môi trường?
- A. Không phát thải khí nhà kính và các chất gây ô nhiễm không khí trong quá trình hoạt động bình thường.
- B. Tạo ra lượng chất thải ít hơn đáng kể so với nhiên liệu hóa thạch.
- C. Nguy cơ tai nạn và rò rỉ phóng xạ gần như bằng không.
- D. Chi phí xây dựng và vận hành nhà máy thấp hơn.
Câu 13: Ngoài sản xuất điện, công nghiệp hạt nhân còn có nhiều ứng dụng khác. Ứng dụng nào sau đây sử dụng nguồn phóng xạ (đồng vị phóng xạ) chứ KHÔNG phải năng lượng từ phản ứng phân hạch dây chuyền?
- A. Sản xuất điện trong nhà máy điện hạt nhân.
- B. Cung cấp năng lượng cho động cơ tàu ngầm hạt nhân.
- C. Sản xuất các đồng vị phóng xạ trong lò phản ứng.
- D. Dò tìm khuyết tật bên trong vật liệu bằng phương pháp chụp ảnh gamma.
Câu 14: Một kỹ thuật trong công nghiệp sử dụng nguồn phóng xạ để đo mức chất lỏng trong bồn kín mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Thiết bị này bao gồm một nguồn phóng xạ (phát tia gamma) ở một bên bồn và một bộ đếm phóng xạ ở phía đối diện. Nếu mức chất lỏng dâng cao, bộ đếm sẽ ghi nhận số hạt phóng xạ giảm đi. Nguyên lý hoạt động này dựa trên đặc tính nào của bức xạ gamma?
- A. Khả năng đâm xuyên và bị suy giảm khi đi qua vật chất.
- B. Khả năng gây ion hóa mạnh của bức xạ gamma.
- C. Khả năng làm phát quang vật liệu.
- D. Khả năng làm nóng chảy vật liệu.
Câu 15: Phản ứng phân hạch trong lò phản ứng hạt nhân giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ. Nguồn gốc chính của năng lượng này là từ:
- A. Năng lượng liên kết giữa các electron và hạt nhân.
- B. Sự chuyển hóa một phần khối lượng của hạt nhân thành năng lượng.
- C. Năng lượng động của các neutron nhanh.
- D. Năng lượng hóa học được tích trữ trong nhiên liệu.
Câu 16: Trong nông nghiệp, chiếu xạ đột biến giống cây trồng bằng tia phóng xạ (gamma hoặc neutron) nhằm mục đích gì?
- A. Gây đột biến ngẫu nhiên để tạo ra các biến dị di truyền mới.
- B. Tăng cường quá trình quang hợp của cây.
- C. Tiêu diệt sâu bệnh và nấm mốc trên cây trồng.
- D. Làm giảm thời gian thu hoạch của cây trồng.
Câu 17: Một trong những ưu điểm của việc sử dụng nhà máy điện hạt nhân so với nhà máy nhiệt điện chạy than là gì?
- A. Chi phí xây dựng và vận hành thấp hơn.
- B. Thời gian xây dựng ngắn hơn.
- C. Tiêu thụ lượng nhiên liệu rất ít để sản xuất cùng một lượng điện năng.
- D. Không tạo ra chất thải cần xử lý.
Câu 18: Chất tải nhiệt (coolant) trong lò phản ứng hạt nhân có vai trò chính là gì?
- A. Làm chậm neutron nhanh.
- B. Truyền nhiệt lượng sinh ra từ phản ứng phân hạch ra khỏi lõi lò.
- C. Hấp thụ neutron để điều khiển phản ứng.
- D. Làm nhiên liệu cho phản ứng phân hạch.
Câu 19: Phương pháp chụp ảnh gamma (gamma radiography) được ứng dụng trong công nghiệp để kiểm tra chất lượng sản phẩm, ví dụ như tìm khuyết tật bên trong các mối hàn kim loại dày. Nguyên lý hoạt động tương tự như chụp X-quang y tế, nhưng sử dụng tia gamma từ nguồn phóng xạ. Tại sao tia gamma thường được dùng thay cho tia X khi kiểm tra các vật liệu dày?
- A. Tia gamma ít nguy hiểm hơn tia X.
- B. Tia gamma bị hấp thụ hoàn toàn bởi kim loại.
- C. Tia gamma có bước sóng dài hơn tia X.
- D. Tia gamma có khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia X đối với vật liệu dày.
Câu 20: Một trong những rủi ro tiềm ẩn của công nghiệp hạt nhân là khả năng xảy ra tai nạn nghiêm trọng dẫn đến phát tán phóng xạ ra môi trường. Để giảm thiểu rủi ro này, các nhà máy điện hạt nhân hiện đại được thiết kế với nhiều lớp bảo vệ độc lập. Điều này thể hiện nguyên tắc an toàn nào?
- A. Nguyên tắc phòng thủ nhiều lớp (Defence in depth).
- B. Nguyên tắc tối thiểu hóa chất thải.
- C. Nguyên tắc sử dụng nhiên liệu tái chế.
- D. Nguyên tắc tự động hóa hoàn toàn.
Câu 21: Đồng vị phóng xạ Co-60 (Coban-60) là một nguồn phát tia gamma mạnh, được sử dụng trong y học để xạ trị ung thư và trong công nghiệp để chiếu xạ khử trùng. Co-60 được sản xuất như thế nào?
- A. Khai thác trực tiếp từ quặng phóng xạ.
- B. Là sản phẩm phụ của phản ứng phân hạch Uranium.
- C. Chiếu xạ các đồng vị bền (như Co-59) bằng neutron trong lò phản ứng hạt nhân.
- D. Tổng hợp trong các máy gia tốc hạt.
Câu 22: Nước nặng (D₂O) đôi khi được sử dụng làm chất làm chậm neutron trong lò phản ứng hạt nhân thay cho nước nhẹ (H₂O). Ưu điểm chính của nước nặng so với nước nhẹ trong vai trò này là gì?
- A. Nước nặng rẻ hơn nước nhẹ.
- B. Nước nặng hấp thụ neutron ít hơn nước nhẹ.
- C. Nước nặng có khả năng làm chậm neutron hiệu quả hơn nước nhẹ.
- D. Nước nặng có nhiệt độ sôi thấp hơn nước nhẹ.
Câu 23: Trong chu trình nhiên liệu hạt nhân, sau khi nhiên liệu đã qua sử dụng (spent fuel) được lấy ra khỏi lò phản ứng, nó vẫn còn rất phóng xạ và nóng. Giai đoạn xử lý ban đầu cho nhiên liệu này thường là gì?
- A. Lưu trữ tạm thời trong các bể nước để làm nguội và giảm độ phóng xạ.
- B. Chôn cất ngay lập tức dưới lòng đất.
- C. Tái chế ngay lập tức để sản xuất nhiên liệu mới.
- D. Thải ra môi trường biển.
Câu 24: Bên cạnh phản ứng phân hạch, phản ứng tổng hợp hạt nhân (fusion) cũng là một nguồn năng lượng tiềm năng. So với phản ứng phân hạch, phản ứng tổng hợp có ưu điểm nổi bật nào về mặt nhiên liệu và chất thải?
- A. Dễ dàng kiểm soát hơn phản ứng phân hạch.
- B. Yêu cầu nhiệt độ và áp suất thấp hơn.
- C. Tạo ra lượng chất thải phóng xạ có thời gian bán rã rất dài.
- D. Sử dụng nhiên liệu phổ biến hơn và tạo ra chất thải ít nguy hiểm hơn.
Câu 25: Tại sao việc làm giàu Uranium lại cần thiết cho hầu hết các lò phản ứng hạt nhân sử dụng nước nhẹ làm chất làm chậm?
- A. Để tăng tỷ lệ đồng vị phân hạch U-235, bù đắp cho sự hấp thụ neutron của nước nhẹ.
- B. Để giảm khối lượng của nhiên liệu cần thiết.
- C. Để làm cho Uranium ít phóng xạ hơn.
- D. Để biến Uranium thành chất lỏng dễ xử lý hơn.
Câu 26: Một ứng dụng khác của công nghiệp hạt nhân là sản xuất năng lượng cho tàu phá băng hoặc tàu sân bay hạt nhân. Trong trường hợp này, lò phản ứng hạt nhân được sử dụng với mục đích gì?
- A. Phát ra bức xạ để phá băng hoặc tấn công mục tiêu.
- B. Sử dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân để tạo lực đẩy trực tiếp.
- C. Biến nước biển thành nhiên liệu cho động cơ.
- D. Cung cấp nhiệt năng để tạo hơi nước, quay turbine phát điện cho động cơ đẩy.
Câu 27: Kỹ thuật nào sau đây sử dụng bức xạ ion hóa để kiểm tra cấu trúc bên trong của vật thể mà không phá hủy mẫu?
- A. Xác định niên đại bằng C-14.
- B. Chụp ảnh gamma công nghiệp.
- C. Chiếu xạ đột biến giống cây trồng.
- D. Phương pháp nguyên tử đánh dấu.
Câu 28: Trong y học hạt nhân, kỹ thuật PET (Positron Emission Tomography) sử dụng các đồng vị phát positron (một loại phản hạt của electron). Khi positron gặp electron trong cơ thể, chúng hủy cặp và tạo ra hai photon gamma bay ra theo hai hướng ngược nhau. Việc phát hiện các photon gamma này giúp tạo ra hình ảnh. Đây là một ví dụ về ứng dụng nào của vật lý hạt nhân?
- A. Ứng dụng của phương pháp nguyên tử đánh dấu trong chẩn đoán hình ảnh y tế.
- B. Ứng dụng của phản ứng phân hạch để tạo ảnh.
- C. Ứng dụng của bức xạ alpha để tiêu diệt tế bào ung thư.
- D. Ứng dụng của phản ứng tổng hợp để tạo năng lượng cho thiết bị y tế.
Câu 29: Một trong những lý do khiến năng lượng hạt nhân được coi là nguồn năng lượng sạch về mặt phát thải khí nhà kính là vì quá trình giải phóng năng lượng chính (phản ứng phân hạch) không phải là quá trình đốt cháy. Điều này khác biệt cơ bản so với việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch như than, dầu, khí đốt. Sự khác biệt này dẫn đến hệ quả môi trường nào?
- A. Nhà máy điện hạt nhân tạo ra lượng mưa axit lớn hơn.
- B. Nhà máy điện hạt nhân phát thải bụi mịn vào không khí.
- C. Nhà máy điện hạt nhân không phát thải CO2 và các khí gây ô nhiễm không khí trong quá trình hoạt động.
- D. Nhà máy điện hạt nhân tiêu thụ lượng oxy lớn hơn từ khí quyển.
Câu 30: Giả sử xảy ra sự cố tại một nhà máy điện hạt nhân dẫn đến rò rỉ một lượng nhỏ đồng vị phóng xạ I-131 ra môi trường. Dựa trên hiểu biết về sự hấp thụ iốt trong cơ thể người, cơ quan nào trong cơ thể có nguy cơ bị ảnh hưởng nghiêm trọng nhất bởi I-131?
- A. Tuyến giáp.
- B. Phổi.
- C. Gan.
- D. Xương.