Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực hạt nhân (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh).
Kết luận:
Lực hạt nhân là một loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân, còn gọi là lực tương tác mạnh.
Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (\(10^{-15}m\))
Khối lượng của một hạt nhân luôn luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó.
Độ chênh lệch khối lượng đó gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu Δm
\(\Delta m=Zm_{p}+(A-Z)m_{n}-m_{X}\)
Trong đó:
\(m_p\) là khối lượng proton.
\(m_n\) là khối lượng notron.
\(m_X\) là khối lượng hạt nhân \(_{Z}^{A}\textrm{X}\)
Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số \(c^2\):
\(W_{lk}=\Delta mc^2=[Zm_{p}+(A-Z)m_{n}-m_{X}].c^2\)
Năng lượng liên kết hạt nhân còn gọi là năng lượng tối thiểu để phá vỡ hạt nhân
Năng lượng liên kết riêng (Wlkr) là năng lượng kiên kết tính cho 1 nuclôn
\(\Rightarrow W_{lkr}=\frac{W_{lk}}{A}=\frac{[Zm_{p}+(A-Z)m_{n}-m_{X}]}{A}\)
Để so sánh tính bền vững của hạt nhân ta dựa vào Năng Lượng liên kết riêng ⇒ Hạt nhân có Năng Lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững (các hạt nhân có 50 < A < 80 gọi là các hạt nhân trung bình ⇒ rất bền vững)
Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của các hạt nhân.
Phản ứng hạt nhân tự phát
Là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác.
Phản ứng hạt nhân kích thích
Đặc tính:
Biến đổi các hạt nhân.
Biến đổi các nguyên tố.
Không bảo toàn khối lượng nghỉ.
Bảo toàn điện tích.
Boả toàn số nuclôn (bảo toàn số A).
Bảo toàn năng lượng toàn phần.
Bảo toàn động lượng.
Phản ứng hạt nhân có thể toả năng lượng hoặc thu năng lượng.
Q = (mtrước - \(m_{_{sau}}\))\(.c^2\)
• Nếu Q > 0 → phản ứng toả năng lượng.
• Nếu Q < 0 → phản ứng thu năng lượng
Cho mHe = 40015u, mp = 1,0073u, mn = 1,0087u. Tìm năng lượng cần thiết để phá vỡ hạt nhân \(_{2}^{4}\textrm{He}\)? Lấy \(1u=931,5 \ \frac{MeV}{c^2}\)
\(W_{lk}=[2.1,0073+2.1,0087-4,0015].uc^2\)
\(= (2.1,0073+2.1,0087-4,0015). 931,5\)
\(\Rightarrow W_{lk}=28,41 \ (MeV)\)
Cho năng lượng liên kết của \(_{2}^{4}\textrm{He}\) và \(_{26}^{56}\textrm{Fe}\) lần lượt là 28,41 MeV và 492 MeV. Hạt nhân nào bền hơn?
\(W_{lkr \ (He)}= \frac{28,41}{4}=7,1\) Mev/Nuclôn
\(W_{lkr \ (Fe)}= \frac{492}{56}= 8,8\) Mev/Nuclôn
⇒ Hạt nhân \(_{26}^{56}\textrm{Fe}\) bền hơn \(_{2}^{4}\textrm{He}\)
Lực tương tác giữa các nuclôn gọi là lực hạt nhân (tương tác hạt nhân hay tương tác mạnh).
Kết luận:
Lực hạt nhân là một loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân, còn gọi là lực tương tác mạnh.
Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (\(10^{-15}m\))
Khối lượng của một hạt nhân luôn luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó.
Độ chênh lệch khối lượng đó gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu Δm
\(\Delta m=Zm_{p}+(A-Z)m_{n}-m_{X}\)
Trong đó:
\(m_p\) là khối lượng proton.
\(m_n\) là khối lượng notron.
\(m_X\) là khối lượng hạt nhân \(_{Z}^{A}\textrm{X}\)
Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số \(c^2\):
\(W_{lk}=\Delta mc^2=[Zm_{p}+(A-Z)m_{n}-m_{X}].c^2\)
Năng lượng liên kết hạt nhân còn gọi là năng lượng tối thiểu để phá vỡ hạt nhân
Năng lượng liên kết riêng (Wlkr) là năng lượng kiên kết tính cho 1 nuclôn
\(\Rightarrow W_{lkr}=\frac{W_{lk}}{A}=\frac{[Zm_{p}+(A-Z)m_{n}-m_{X}]}{A}\)
Để so sánh tính bền vững của hạt nhân ta dựa vào Năng Lượng liên kết riêng ⇒ Hạt nhân có Năng Lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững (các hạt nhân có 50 < A < 80 gọi là các hạt nhân trung bình ⇒ rất bền vững)
Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của các hạt nhân.
Phản ứng hạt nhân tự phát
Là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác.
Phản ứng hạt nhân kích thích
Đặc tính:
Biến đổi các hạt nhân.
Biến đổi các nguyên tố.
Không bảo toàn khối lượng nghỉ.
Bảo toàn điện tích.
Boả toàn số nuclôn (bảo toàn số A).
Bảo toàn năng lượng toàn phần.
Bảo toàn động lượng.
Phản ứng hạt nhân có thể toả năng lượng hoặc thu năng lượng.
Q = (mtrước - \(m_{_{sau}}\))\(.c^2\)
• Nếu Q > 0 → phản ứng toả năng lượng.
• Nếu Q < 0 → phản ứng thu năng lượng
Cho mHe = 40015u, mp = 1,0073u, mn = 1,0087u. Tìm năng lượng cần thiết để phá vỡ hạt nhân \(_{2}^{4}\textrm{He}\)? Lấy \(1u=931,5 \ \frac{MeV}{c^2}\)
\(W_{lk}=[2.1,0073+2.1,0087-4,0015].uc^2\)
\(= (2.1,0073+2.1,0087-4,0015). 931,5\)
\(\Rightarrow W_{lk}=28,41 \ (MeV)\)
Cho năng lượng liên kết của \(_{2}^{4}\textrm{He}\) và \(_{26}^{56}\textrm{Fe}\) lần lượt là 28,41 MeV và 492 MeV. Hạt nhân nào bền hơn?
\(W_{lkr \ (He)}= \frac{28,41}{4}=7,1\) Mev/Nuclôn
\(W_{lkr \ (Fe)}= \frac{492}{56}= 8,8\) Mev/Nuclôn
⇒ Hạt nhân \(_{26}^{56}\textrm{Fe}\) bền hơn \(_{2}^{4}\textrm{He}\)