Trắc nghiệm Vật Lí 12 Kết nối tri thức Bài 24: Công nghiệp hạt nhân - Đề 10 bao gồm nhiều câu hỏi hay, bám sát chương trình. Cùng làm bài tập trắc nghiệm ngay.
Câu 1: Nguyên tắc hoạt động cơ bản của lò phản ứng hạt nhân trong nhà máy điện là gì?
- A. Sử dụng phản ứng tổng hợp hạt nhân để giải phóng năng lượng.
- B. Kiểm soát phản ứng phân hạch dây chuyền của các hạt nhân nặng để tạo nhiệt.
- C. Biến đổi trực tiếp năng lượng của tia phóng xạ thành điện năng.
- D. Sử dụng năng lượng liên kết của hạt nhân để làm nguội vật liệu.
Câu 2: Trong lò phản ứng hạt nhân, thanh điều khiển (control rods) thường được làm bằng vật liệu có khả năng hấp thụ neutron mạnh như Cadmi hoặc Bo. Chức năng chính của thanh điều khiển là gì?
- A. Làm chậm neutron nhanh thành neutron nhiệt.
- B. Tăng tốc độ phản ứng phân hạch.
- C. Kiểm soát tốc độ phản ứng dây chuyền bằng cách hấp thụ neutron.
- D. Truyền nhiệt từ vùng hoạt ra bên ngoài.
Câu 3: Nước nặng (D₂O) hoặc graphite thường được sử dụng làm chất làm chậm (moderator) trong một số loại lò phản ứng hạt nhân. Vai trò của chất làm chậm là gì?
- A. Làm giảm động năng của neutron nhanh do phản ứng phân hạch tạo ra.
- B. Hấp thụ neutron để ngăn chặn phản ứng dây chuyền.
- C. Truyền nhiệt từ vùng hoạt ra hệ thống sinh hơi.
- D. Ngăn chặn bức xạ gamma thoát ra ngoài.
Câu 4: Năng lượng nhiệt được tạo ra trong lò phản ứng hạt nhân được sử dụng để làm gì trong quy trình sản xuất điện?
- A. Biến đổi trực tiếp thành điện năng thông qua hiệu ứng nhiệt điện.
- B. Kích thích các tấm quang điện để tạo dòng điện.
- C. Thực hiện quá trình điện phân nước để lấy năng lượng.
- D. Làm nóng chất tải nhiệt (như nước) để tạo hơi nước làm quay turbine.
Câu 5: Một trong những thách thức lớn nhất của công nghiệp hạt nhân là quản lý chất thải phóng xạ. Tại sao chất thải phóng xạ mức độ cao lại đặc biệt nguy hiểm và khó xử lý?
- A. Chúng chứa các đồng vị có chu kỳ bán rã rất ngắn, phân rã nhanh chóng tạo ra bức xạ cường độ cao trong thời gian ngắn.
- B. Chúng chứa các đồng vị có chu kỳ bán rã rất dài và phát ra bức xạ ion hóa mạnh trong hàng nghìn, thậm chí hàng triệu năm.
- C. Chúng có khối lượng riêng rất lớn, gây khó khăn cho việc vận chuyển và lưu trữ.
- D. Chúng dễ dàng phát nổ khi tiếp xúc với không khí hoặc nước.
Câu 6: Đồng vị phóng xạ I-131 (Iốt-131) có chu kỳ bán rã khoảng 8 ngày được sử dụng rộng rãi trong y học để chẩn đoán và điều trị bệnh tuyến giáp. Ứng dụng này dựa trên đặc tính nào của Iốt?
- A. Iốt là nguyên tố trơ, không tham gia vào các phản ứng hóa học trong cơ thể.
- B. Iốt có khả năng phát ra tia alpha, dễ dàng tiêu diệt tế bào ung thư.
- C. Tuyến giáp có khả năng tập trung Iốt từ máu một cách đặc hiệu.
- D. Iốt-131 phát ra tia gamma có năng lượng rất thấp, không gây hại cho cơ thể.
Câu 7: Kỹ thuật chiếu xạ thực phẩm bằng tia gamma (thường từ nguồn Co-60) được sử dụng để bảo quản. Mục đích chính của kỹ thuật này là gì?
- A. Tiêu diệt hoặc ức chế vi khuẩn, nấm mốc, côn trùng gây hư hỏng thực phẩm.
- B. Tăng cường hàm lượng vitamin và khoáng chất trong thực phẩm.
- C. Làm chín thực phẩm mà không cần gia nhiệt.
- D. Biến đổi cấu trúc hóa học của thực phẩm để tạo ra hương vị mới.
Câu 8: Phương pháp nguyên tử đánh dấu (tracer technique) sử dụng đồng vị phóng xạ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này là gì?
- A. Đồng vị phóng xạ làm thay đổi hoàn toàn tính chất hóa học của chất cần theo dõi.
- B. Đồng vị phóng xạ có tính chất hóa học tương tự đồng vị không phóng xạ của cùng nguyên tố, nhưng có thể dễ dàng phát hiện bằng thiết bị đo bức xạ.
- C. Đồng vị phóng xạ chỉ có thể được sử dụng để theo dõi các nguyên tố kim loại nặng.
- D. Phương pháp này đòi hỏi phải phá hủy mẫu vật để phân tích.
Câu 9: Trong nông nghiệp, chiếu xạ hạt giống hoặc cây trồng bằng liều lượng bức xạ thích hợp có thể được sử dụng để tạo ra các giống cây mới. Quá trình này dựa trên hiệu ứng nào của bức xạ?
- A. Tăng cường khả năng quang hợp của cây.
- B. Làm cho cây hấp thụ nước và dinh dưỡng hiệu quả hơn.
- C. Kích thích quá trình thụ phấn tự nhiên.
- D. Gây ra đột biến trong cấu trúc di truyền (gen/nhiễm sắc thể).
Câu 10: Kỹ thuật chụp ảnh gamma (gamma radiography) là một phương pháp kiểm tra không phá hủy được sử dụng trong công nghiệp để phát hiện khuyết tật bên trong vật liệu (ví dụ: mối hàn, đúc). Phương pháp này hoạt động dựa trên nguyên lý nào?
- A. Sự suy giảm bức xạ gamma khi đi qua vật liệu, phụ thuộc vào mật độ và độ dày của vật liệu.
- B. Sự phát xạ ánh sáng khả kiến khi vật liệu bị chiếu xạ gamma.
- C. Đo điện trở của vật liệu khi có dòng bức xạ gamma đi qua.
- D. Phân tích thành phần hóa học của vật liệu bằng phổ gamma.
Câu 11: Một nhà máy điện hạt nhân thải ra khí thải chứa hơi nước và một lượng nhỏ đồng vị phóng xạ. Hệ thống lọc và xử lý khí thải được thiết kế để làm gì trước khi thải ra môi trường?
- A. Tăng cường nồng độ đồng vị phóng xạ để dễ theo dõi.
- B. Biến đổi các đồng vị phóng xạ thành các nguyên tố không phóng xạ ngay lập tức.
- C. Giảm thiểu tối đa lượng và hoạt độ phóng xạ của các chất thải khí.
- D. Làm nguội khí thải đến nhiệt độ môi trường.
Câu 12: So với nhà máy nhiệt điện sử dụng than đá, nhà máy điện hạt nhân có ưu điểm đáng kể về mặt môi trường nào?
- A. Không tạo ra bất kỳ loại chất thải nào.
- B. Không phát thải khí nhà kính (CO₂, SO₂, NOₓ) trong quá trình vận hành bình thường.
- C. Sử dụng ít nước hơn cho quá trình làm mát.
- D. Có diện tích xây dựng nhỏ hơn đáng kể.
Câu 13: Đồng vị C-14 (Carbon-14) có chu kỳ bán rã khoảng 5730 năm được sử dụng để xác định niên đại của các mẫu vật hữu cơ (có nguồn gốc sinh vật). Phương pháp này dựa trên nguyên tắc nào?
- A. Tốc độ hấp thụ C-14 của sinh vật tăng theo thời gian.
- B. Tỷ lệ C-14/C-12 trong khí quyển thay đổi ngẫu nhiên theo thời gian.
- C. Tỷ lệ C-14/C-12 trong sinh vật tăng lên sau khi chết.
- D. Tỷ lệ C-14/C-12 trong sinh vật sống ổn định như khí quyển, và giảm dần theo chu kỳ bán rã sau khi chết.
Câu 14: Trong lò phản ứng hạt nhân, chất tải nhiệt (coolant) có vai trò quan trọng là gì?
- A. Làm tăng tốc độ neutron để duy trì phản ứng dây chuyền.
- B. Hấp thụ các sản phẩm phân hạch phóng xạ.
- C. Thu nhiệt từ vùng hoạt và mang ra ngoài để sử dụng hoặc thải bỏ.
- D. Ngăn chặn sự rò rỉ neutron ra khỏi lò.
Câu 15: Việc sử dụng đồng vị phóng xạ trong y học (chẩn đoán và điều trị) đòi hỏi phải tuân thủ các quy tắc an toàn bức xạ nghiêm ngặt. Nguyên tắc cơ bản để giảm thiểu liều chiếu xạ cho bệnh nhân và nhân viên y tế là gì?
- A. Áp dụng nguyên tắc ALARA (As Low As Reasonably Achievable) dựa trên thời gian, khoảng cách và che chắn.
- B. Chỉ sử dụng các đồng vị có chu kỳ bán rã rất dài.
- C. Sử dụng liều lượng phóng xạ càng cao càng tốt để tăng hiệu quả.
- D. Chỉ thực hiện các thủ thuật hạt nhân vào ban đêm.
Câu 16: Phản ứng phân hạch dây chuyền trong lò phản ứng hạt nhân cần được duy trì ở trạng thái "tới hạn" (criticality). Điều này có nghĩa là gì?
- A. Mỗi phản ứng phân hạch tạo ra ít hơn một neutron mới có khả năng gây phân hạch tiếp theo.
- B. Tất cả các neutron do phân hạch tạo ra đều bị hấp thụ bởi thanh điều khiển.
- C. Năng lượng giải phóng từ phản ứng phân hạch đạt mức tối đa tuyệt đối.
- D. Trung bình mỗi phản ứng phân hạch tạo ra đúng một neutron mới có khả năng gây phân hạch tiếp theo.
Câu 17: Lớp vỏ bảo vệ (containment building) của nhà máy điện hạt nhân có chức năng chính là gì?
- A. Làm mát lò phản ứng trong trường hợp khẩn cấp.
- B. Ngăn chặn sự rò rỉ vật liệu phóng xạ ra môi trường trong trường hợp xảy ra sự cố.
- C. Làm chậm neutron nhanh thành neutron nhiệt.
- D. Chứa các thanh điều khiển và nhiên liệu hạt nhân.
Câu 18: Kỹ thuật chiếu xạ côn trùng đực bằng tia gamma để làm chúng bị vô sinh, sau đó thả vào môi trường tự nhiên để giảm số lượng loài gây hại. Đây là ứng dụng của năng lượng hạt nhân trong lĩnh vực nào?
- A. Y học.
- B. Công nghiệp.
- C. Nông nghiệp và môi trường.
- D. Nghiên cứu vật lý cơ bản.
Câu 19: Một trong những lợi ích kinh tế của năng lượng hạt nhân là khả năng tạo ra lượng điện lớn từ một lượng nhiên liệu tương đối nhỏ. Điều này liên quan đến khái niệm nào?
- A. Mật độ năng lượng cao của nhiên liệu hạt nhân (năng lượng trên một đơn vị khối lượng).
- B. Chi phí xây dựng nhà máy hạt nhân rất thấp.
- C. Nhiên liệu hạt nhân có thể tái tạo vô hạn.
- D. Quá trình vận hành không cần giám sát thường xuyên.
Câu 20: Khi sử dụng đồng vị phóng xạ để theo dõi dòng chảy của nước ngầm hoặc phát hiện rò rỉ trong đường ống, đồng vị được chọn thường phải có chu kỳ bán rã phù hợp. Tại sao không nên dùng đồng vị có chu kỳ bán rã quá dài cho mục đích này?
- A. Đồng vị chu kỳ bán rã dài phân rã quá nhanh, khó theo dõi.
- B. Đồng vị chu kỳ bán rã dài phát ra bức xạ yếu, khó phát hiện.
- C. Đồng vị chu kỳ bán rã dài không tham gia vào dòng chảy của nước.
- D. Đồng vị chu kỳ bán rã dài sẽ tồn tại trong môi trường quá lâu, gây ô nhiễm phóng xạ kéo dài.
Câu 21: Trong công nghiệp, kỹ thuật sử dụng nguồn phóng xạ (thường là Beta hoặc Gamma) và bộ детектор để đo độ dày của vật liệu (ví dụ: tấm kim loại, giấy, nhựa). Nguyên lý hoạt động dựa trên sự thay đổi cường độ bức xạ truyền qua vật liệu. Nếu vật liệu dày hơn, cường độ bức xạ đi qua sẽ như thế nào?
- A. Tăng lên.
- B. Giảm đi.
- C. Không thay đổi.
- D. Trở thành bức xạ alpha.
Câu 22: Một ứng dụng y tế của đồng vị phóng xạ là sử dụng các hạt phát ra bức xạ (ví dụ: hạt beta từ Y-90) để tiêu diệt tế bào ung thư tại chỗ (brachytherapy). Cơ chế chính mà bức xạ ion hóa tiêu diệt tế bào là gì?
- A. Làm nóng tế bào đến nhiệt độ gây chết.
- B. Biến đổi tế bào ung thư thành tế bào bình thường.
- C. Gây tổn thương DNA và các cấu trúc tế bào quan trọng, làm ngừng sự phát triển và chết của tế bào.
- D. Kích thích hệ miễn dịch của cơ thể tấn công tế bào ung thư.
Câu 23: Quá trình làm giàu uranium (uranium enrichment) là một bước quan trọng trong chu trình nhiên liệu hạt nhân. Mục đích của việc làm giàu là gì?
- A. Tăng tỷ lệ đồng vị phân hạch được (ví dụ: U-235) so với đồng vị không phân hạch được (ví dụ: U-238).
- B. Làm giảm tổng khối lượng uranium cần sử dụng.
- C. Biến đổi uranium thành một nguyên tố khác dễ phân hạch hơn.
- D. Loại bỏ hoàn toàn các tạp chất phóng xạ khỏi quặng uranium.
Câu 24: Một trong những nguy cơ tiềm ẩn của nhà máy điện hạt nhân là khả năng xảy ra phản ứng dây chuyền không kiểm soát được (tai nạn). Hệ thống an toàn nào được thiết kế để nhanh chóng dừng phản ứng trong trường hợp khẩn cấp?
- A. Hệ thống làm mát sơ cấp.
- B. Hệ thống turbine phát điện.
- C. Tháp giải nhiệt.
- D. Hệ thống dừng khẩn cấp (ví dụ: thả nhanh thanh điều khiển).
Câu 25: Tại sao việc xử lý và lưu trữ chất thải phóng xạ mức độ cao lại cần các biện pháp cách ly và che chắn đặc biệt trong thời gian rất dài?
- A. Để thu hồi năng lượng còn sót lại từ chất thải.
- B. Để biến đổi chất thải thành các vật liệu có ích khác.
- C. Để ngăn chặn bức xạ nguy hiểm phát ra trong suốt thời gian chu kỳ bán rã dài của các đồng vị.
- D. Để làm giảm nhiệt độ của chất thải một cách nhanh chóng.
Câu 26: Ngoài sản xuất điện, công nghiệp hạt nhân còn bao gồm việc sản xuất các đồng vị phóng xạ cho nhiều mục đích khác. Các đồng vị này thường được tạo ra ở đâu?
- A. Trong các lò phản ứng nghiên cứu chuyên dụng hoặc máy gia tốc.
- B. Trực tiếp từ các mỏ quặng uranium.
- C. Từ quá trình phân rã tự nhiên của các nguyên tố bền vững.
- D. Trong các nhà máy nhiệt điện sử dụng than đá.
Câu 27: Việc sử dụng đồng vị phóng xạ để khử trùng thiết bị y tế (ví dụ: kim tiêm, gạc) hoặc một số sản phẩm tiêu dùng có ưu điểm gì so với các phương pháp khử trùng bằng nhiệt hoặc hóa chất?
- A. Làm tăng hạn sử dụng của thiết bị y tế.
- B. Có thể khử trùng các vật liệu nhạy cảm với nhiệt hoặc hóa chất mà không làm hỏng chúng.
- C. Biến đổi vật liệu thành các chất không độc hại.
- D. Giúp vật liệu tự phát sáng trong bóng tối.
Câu 28: Một trong những ứng dụng tiềm năng trong tương lai của công nghiệp hạt nhân là lò phản ứng nhiệt hạch. Nguyên tắc hoạt động của lò phản ứng nhiệt hạch khác với lò phản ứng phân hạch như thế nào?
- A. Sử dụng sự phân rã tự nhiên của các đồng vị phóng xạ.
- B. Kiểm soát phản ứng phân hạch dây chuyền của hạt nhân nặng.
- C. Biến đổi năng lượng cơ học trực tiếp thành điện năng.
- D. Tổng hợp các hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn để giải phóng năng lượng.
Câu 29: Khi làm việc trong môi trường có bức xạ ion hóa, việc sử dụng các vật liệu che chắn (như chì, bê tông dày) là rất quan trọng. Nguyên tắc che chắn này dựa trên cơ chế nào?
- A. Vật liệu che chắn hấp thụ hoặc tán xạ các hạt bức xạ (alpha, beta, neutron) và photon (gamma, X-ray).
- B. Vật liệu che chắn làm biến đổi các đồng vị phóng xạ thành đồng vị bền vững.
- C. Vật liệu che chắn làm tăng năng lượng của các hạt bức xạ.
- D. Vật liệu che chắn tạo ra một trường điện từ chống lại bức xạ.
Câu 30: Phương pháp phân tích hoạt hóa neutron (Neutron Activation Analysis - NAA) là một kỹ thuật phân tích thành phần hóa học của mẫu vật. Kỹ thuật này hoạt động dựa trên nguyên lý nào?
- A. Đo khối lượng của các nguyên tố trong mẫu bằng cách chiếu neutron.
- B. Kích hoạt các hạt nhân trong mẫu thành đồng vị phóng xạ bằng neutron, sau đó đo bức xạ gamma phát ra để xác định nguyên tố.
- C. Sử dụng neutron để làm bay hơi mẫu và phân tích bằng quang phổ.
- D. Đo điện trở của mẫu khi bị chiếu neutron.