Lý thuyết năng lượng liên kết của hạt nhân và phản ứng hạt nhân

1.Hạt nhân – năng lượng liên kết

1.1 Lực hạt nhân

– Lực hạt nhân còn được gọi là lực tương tác mạnh. Đây là loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclon bên trong hạt nhân.

– Lực hạt nhân không cùng bản chất giữa các lực như lực hấp dẫn hay lực tĩnh điện.

Bạn đang xem: Lý thuyết năng lượng liên kết của hạt nhân và phản ứng hạt nhân

– Tác dụng của lực hạt nhân chỉ xảy ra trong phạm vi kích thước của hạt nhân.

1.2 Độ hụt khối của hạt nhân

– Độ hụt khối của hạt nhân là độ chênh lệch khối lượng giữa hạt nhân và tổng khối lượng của các nuclon tạo thành hạt nhân đó. Độ hụt khối được kí hiệu là

– Công thưc tính độ hụt khối:

+ mx là khối lượng hạt nhân

+ Zmp là khối lượng Z proton

+ (A – Z)mn là khối lượng N notron

1.3 Hạt nhân – năng lượng liên kết

– Năng lượng liên kết của hạt nhân là năng lượng tỏa ra khi tạo thành một hạt nhân. Hay còn được hiểu là năng lượng thu vào để phá vỡ hạt nhân thành các nuclon riêng biệt.

– Năng lượng hạt nhân được kí hiệu là Wlk

– Công thức tính:

Nắm trọn bí kíp 9+ thi tốt nghiệp THPT môn Vật Lý cùng khóa học PAS THPT độc quyền của VUIHOC

1.4 Hạt nhân – năng lượng liên kết riêng

– Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là năng lượng của một nuclong. Năng lượng này càng lớn thì hạt nhân càng bền vững.

– Công thức tính:

2. Phản ứng hạt nhân

2.1 Định nghĩa và đặc tính

– Mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi của hạt nhân được gọi là phản ứng hạt nhân.

– Có 2 loại phản ứng hạt nhân:

+ Phản ứng tự phát: Xảy ra ở các hạt nhân không bền vững, tự phân rã thành các hạt nhân khác (ví dụ như sự phóng xạ)

+ Phản ứng kích thích: Là phản ứng xảy ra khi các hạt nhân tương tác với nhau và tạo thành các hạt nhân khác ( Ví dụ như phản ứng nhiệt hạch, phản ứng phân hạch)

2.2 Phản ứng hạt nhân: Các định luật bảo toàn

Xem thêm : Cách uống nước dứa giảm mỡ bụng hiệu quả nhất

– Đinh luật bảo toàn nuclong ( số khối A):

– Định luật bảo toàn điện tích ( nguyên tử số Z):

– Định luật bảo toàn động lượng:

– Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần:

– Lưu ý:

+ Năng lượng toàn phần của hạt nhân:

+ Động năng:

+ Định luật bảo toàn năng lượng có thể viết như sau:

Wđ1 + Wđ2 + m1.c2 + m2.c2 = Wđ3 + Wđ4 + m3.c2 + m4.c2

=> (m1 + m2 – m3 – m4).c2 = Wđ3 + Wđ4 – Wđ1 – Wđ2 = Qtỏa/thu

+ Động năng và động lượng có mối liên hệ:

hay

2.3 Năng lượng trong phản ứng hạt nhân

– Sau khi phản ứng hạt nhân xảy ra sẽ tỏa ra năng lượng trong phản ứng hạt nhân hay còn được hiểu là năng lượng cần thiết để cung cấp cho phản ứng hạt nhân.

– Phản ứng hạt nhân có thể tỏa năng lượng nếu W > 0 hoặc thu năng lượng nếu W < 0

W = (mtr – ms).c2

– Khối lượng trước và sau phản ứng: mtr = m1 + m2 và ms = m3 + m4

3. Dạng bài năng lượng liên kết của hạt nhân phản ứng hạt nhân

3.1 Dạng bài phương trình phản ứng hạt nhân

a. Phương pháp: Sử dụng định luật bảo toàn điện tích và khối lượng để viết

b. Bài tập minh họa:

Cho phản ứng hạt nhân sau: Tìm X?

Lời giải: Áp dụng định luật bảo toàn ta điện tích và số khối ta có:

Xem thêm : Need To V hay V-ing? Cấu trúc và cách sử dụng

A = 235 + 1 – 94 – 2.1 = 140

Z = 92 – 38 = 54

=> X có số proton là 54 ; số notron là 86

3.2 Dạng bài tính năng lượng

a. Phương pháp:

– Cách 1: Tính theo năng lượng liên kết, độ hụt khối, liên kết riêng.

– Cách 2: Tính theo động năng

– Cách 3: Tính theo khối lượng

b. Bài tập minh họa:

Cho phản ứng hạt nhân sau: Trong đó: mD = 2,0315u ; mHe = 3,0149u; mn = 1,0087u. Hỏi phản ứng tỏa ra năng lượng bao nhiêu?

Lời giải:

Vậy năng lượng tỏa ra là 3,1671 (MeV)

3.3 Dạng bài tìm động năng, động lượng

a. Phương pháp:

Áp dụng các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân, kết hợp giải hệ phương trình để tìm đáp án.

b. Bài tập minh họa

Hạt nhân là chất phóng xạ x. Biết năng lượng tỏa ra trong phản ứng phóng xạ khi hạt nhân đứng yên là 14,15 MeV. Coi khối lượng hạt nhân tính theo đơn vị u bằng số khối. Tính động năng của hạt x.

Vì đứng yên nên Py = Px 2myWdy = 2mxWdx

Vậy động năng của hạt x là 13,9 (MeV)

Tham khảo ngay tài liệu tổng hợp kiến thức và phương pháp giải mọi dạng bài tập trong đề thi Lý THPT

Trên đây là lý thuyết về năng lượng liên kết hạt nhân phản ứng hạt nhân trong chương trình Vật Lý 12. Để học thêm nhiều hơn các kiến thức phục vụ cho ôn thi Vật Lý THPT Quốc Gia, các em hãy truy cập trang web vuihoc.vn hàng ngày nhé!

>> Mời các bạn xem thêm:

• Tính chất và cấu tạo hạt nhân
• Phản ứng phân hạch

Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp