BÀI 15. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN HẠT NHÂN

I. HỆ THỨC EISTEIN VỀ MỐI LIÊN HỆ GIỮA KHỐI LƯỢNG VÀ NĂNG LƯỢNG

* Theo Anh-xtanh, năng lượng E và khối lượng m tương ứng của cùng một vật luôn luôn tồn tại đồng thời và tỉ lệ với nhau, hệ số tỉ lệ là c².

c: vận tốc ánh sáng trong chân không (c = 3.10⁸m/s).

II. KHỐI LƯỢNG HẠT NHÂN

Đơn vị khối lượng nguyên tử

1 amu có giá trị bằng \(\frac{1}{{12}}\) khối lượng của nguyên tử của đồng vị \({}_6^{12}C\)

\(\begin{multline}\vphantom{X }1 \; a m u = 1 , 6 6 0 5 4 . 1 0 ^{- 2 7 }k g \\ \vphantom{X }\end{multline}\)

\(\begin{multline}\vphantom{X }1 \; a m u \approx 9 3 1 , 5 M e V / c ^{2 } \\ \vphantom{X }\end{multline}\)

1uc² = 931,5MeV

  1u = 931,5MeV/c²

MeV/c² được coi là 1 đơn vị khối lượng hạt nhân.

III. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN

1. Lực hạt nhân

– Lực hạt nhân là lực tương tác giữa các nucleon và có tác dụng liên kết các nucleon với nhau để tạo thành hạt nhân. Lực hạt nhân là lực tương tác mạnh.

– Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân (10^-15m). Khi khoảng cách lơn hơn thì lực hạt nhân giảm về không.

2. Độ hụt khối, năng lượng liên kết hạt nhân

a) Độ hụt khối

– Khối lượng của một hạt nhân luôn luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó.

– Độ hụt khối của hạt nhân bằng hiệu giữa tổng khối lượng của các nucleon riêng rẽ tạo thành hạt nhân và khối lượng của hạt nhân

b) Năng lượng liên kết

Năng lượng liên kết hạt nhân bằng năng lượng tối thiểu để tách một hạt nhân thành các nucleon riêng rẽ hoặc bằng năng lượng tỏa ra khi các nucleon riêng rẽ kết hợp thành hạt nhân.

Hay 

Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số c².

3. Năng lượng liên kết riêng

– Năng lượng liên kết riêng hạt nhân là năng lượng tính cho một nucleon.

\({E _{l k r }}= \frac{{{E _{l k }}}}{A }\)

– Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân. Năng lượng liên kết riêng càng lớn hạt nhân càng bền vững.

– Các hạt nhân bền vững có số khối 50 < A < 80

– Hạt nhân \({}_{26}^{56}Fe\) có năng lượng liên kết lớn nhất (8,8 MeV/nucleon), là hạt nhân bền vững nhất.

Đọc thêm

1. Định nghĩa và đặc tính

Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của các hạt nhân.

Có 2 loại phản ứng 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: Là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác.

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

– Bảo toàn điện tích.

– Bảo toàn số nuclôn (bảo toàn số A).

– Bảo toàn năng lượng toàn phần.

– Bảo toàn động lượng.

3. Năng lượng phản ứng hạt nhân

W = (m_trước – m_sau)c²

+ Nếu m_trước > m_sau  W > 0  thì phản ứng toả năng lượng

+ Nếu m_trước < m_sau  W < 0  thì phản ứng thu năng lượng