Lớp 12 Vật Lí 12

Năng lượng liên kết của hạt nhân

Khoahoc xin gửi tới bạn đọc bài viết Lý thuyết Vật lý 12 bài 36: Năng lượng liên kết của hạt nhân. Mời các bạn cùng theo dõi chi tiết bài viết dưới đây nhé.

I. Lực hạt nhân

Các nuclôn trong hạt nhân hút nhau bằng một lực rất mạnh, gọi là lực hạt nhân, có tác dụng liên kết các nuclôn tạo nên hạt nhân bền vững.

Tính chất của lực hạt nhân

  • Lực hạt nhân không có cùng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn.
  • Lực hạt nhân là một loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân hay còn gọi là lực tương tác mạnh.
  • Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân, nếu khoảng cách giữa các nuclôn lớn hơn kích thước hạt nhân (≈ 10-15m) thì lực hạt nhân giảm nhanh xuống không.

II. Năng lượng liên kết của hạt nhân

  • Độ hụt khối: Khối lượng của hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó. Độ chênh lệch giữa 2 khối lượng đó gọi là độ hụt khối (∆m) của hạt nhân:

\Delta m = Z{m_p} + \left( {A - Z} \right){m_n} - {m_X}

  • Năng lượng liên kết Wlk: là năng lượng cần để liên kết các nuclôn để tạo thành một hạt nhân, hay năng lượng tỏa ra khi mọt hạt nhân tách thành các nuclôn riêng biệt.

{W_{lk}} = \left[ {Z{m_p} + \left( {A - Z} \right){m_n} - {m_X}} \right].{c^2}

  • Năng lượng liên kết riêng Wlkr: là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, Wlkr càng lớn hạt nhân càng bền vững. Những hạt nhân bền vững ở khoảng giữa của bảng tuần hoàn 50 < A < 80.

III. Phản ứng hạt nhân

Các hạt nhân có thể tương tác với nhau và biến thành những hạt nhân khác - những quá trình đó được gọi là phản ứng hạt nhân.

Phản ứng hạt nhân gồm hai loại:

  • Phản ứng hạt nhân tự phát: là quá trình một hạt nhân không bền vững tự phân rã thành các hạt nhân khác. VD: phóng xạ.

     A → B + C

  • Phản ứng hạt nhân kích thích: quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác. VD: phản ứng nhiệt hạch, phản ứng phân hạch.

 A + B → C + D

IV. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân

Với phản ứng hạt nhân:

_{{Z_1}}^{{A_1}}A + _{{Z_2}}^{{A_2}}B \to _{{Z_3}}^{{A_3}}X + _{{Z_4}}^{{A_4}}Y

Có các định luận bảo toàn sau:

  • Định luật bảo toàn điện tích:

{Z_1} + {Z_2} = {Z_3} + {Z_4}

  • Định luật bảo toàn nuclôn (số khối A):

{A_1} + {A_2} = {A_3} + {A_4}

Chú ý: Số hạt nơtron (A - Z) không được bản toàn.

  • Bảo toàn năng lượng toàn phần
  • Bào toàn động năng

V. Năng lượng trong phản ứng hạt nhân

Trong mỗi phản ứng hạt nhân, năng lượng có thể bị hấp thụ hay tỏa ra mặc dù năng lượng toàn phần được bảo toàn.

Xét phản ứng hạt nhân:

A + B \to C + D

Khối lượng hạt nhân tham gia (trước): {m_t} = {m_A} + {m_B}

Khối lượng hạt nhân sinh ra (sau) {m_s} = {m_C} + {m_D}

  • Nếu {m_t} > {m_s}, phản ứng tỏa năng lượng:

{W_{toa}} = \left( {{m_t} - {m_s}} \right){c^2}

  • Nếu {m_t} < {m_s}, phản ứng tỏa năng lượng:

{W_{thu}} = \left( {{m_s} - {m_t}} \right){c^2}

  • 5 lượt xem
Sắp xếp theo
🖼️
Xóa Gửi bình luận

Vật Lí 12