Năng lượng liên kết của hạt nhân, phản ứng hạt nhân
Chương VII: Phóng xạ là gì? Định luật phóng xạ hạt nhân
Năng lượng liên kết hạt nhân đúng bằng năng lượng giải phóng ra của các nuclon liên kết với nhau để tạo ra một hạt nhân. Nói cách khác năng lượng liên kết hạt nhân là năng lượng cần thiết để phá vỡ hạt nhân thành các nuclon.
Năng lượng liên kết của hạt nhân, phản ứng hạt nhân
1/ Lực hạt nhân:
Hạt nhân được cấu tạo bởi các hạt proton mang điện dương và các hạt nơtron không mang điện. Các hạt nuclon liên kết với nhau bằng một lực rất mạnh gọi là lực hạt nhân
Đặc điểm của lực hạt nhân:
- Lực hạt nhân tạo nên sự bền vững cho hạt nhân.
- Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện không phụ thuộc vào điện tích vì các hạt proton mang điện dương còn các hạt nơtron không mang điện.
- Lực hạt nhân cũng không phải lực hấp dẫn vì khối lượng của hạt nhân rất nhỏ, lực hấp dẫn giữa các nuclon vào khoảng 12,936.10-35N.
- Lực hạt nhân được gọi là lực tương tác mạnh, chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân. Ngoài phạm vi (10-15m) lực hạt nhân nhanh chóng giảm về 0.
2/ Năng lượng liên kết hạt nhân:
a/ Độ hụt khối Δm:
Xét hạt nhân 42He24He có khối lượng
Trong thực tế cho thấy mHe = 4,0015u => 2mp + 2mn > mHe => Khối lượng của mHe trong thực tế bị hụt đi so với khối lượng của mHe tính toán được trong lý thuyết. Phần khối lượng bị hụt đi trong hạt nhân có tính chất tổng quát với mọi hạt nhân => khái niệm độ hụt khối.
Độ hụt khối của một hạt nhân AZXZAX là sự chênh lệch giữa khối lượng của hạt nhân và tổng khối lượng của các hạt nuclon cấu tạo nên hạt nhân
b/ Năng lượng liên kết hạt nhân:
Năng lượng liên kết hạt nhân là năng lượng cần thiết để phá vỡ liên kết của các nuclon trong hạt nhân được xác định bằng biểu thức
c/ Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân
Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân đại lượng đặc trưng cho tính bền vững của hạt nhân được xác định bằng biểu thức
3/ Phản ứng hạt nhân:
- Phản ứng hạt nhân tự phát: là quá trình phân rã của một hạt nhân không bền thành các hạt nhân khác
- Phản ứng hạt nhân kích thích: là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác.
a/ Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
- Định luật bảo toàn điện tích (bảo toàn số Z)
- Định luật bảo toàn số nuclon (bảo toàn số A)
- Định luật bảo toàn động lượng
- Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần
Xét phản ứng hạt nhân
Định luật bảo toàn điện tích: Z1 + Z2 = Z3 + Z4
4/ Năng lượng của phản ứng hạt nhân:
Năng lượng của phản ứng hạt nhân là năng lượng tỏa ra sau khi phản ứng hạt nhân xảy ra hoặc năng lượng cần thiết để cung cấp cho phản ứng hạt nhân xảy ra.