Chương 6 Đại cương về hạt nhân

Các đặc trưng cơ bản của hạt nhân 1... Lực hạt nhân1... Lực hạt nhân không đơn thuần chỉ là lực hút4.. Lực hạt nhân có tính chất bão hòa 5... Lực hạt nhân phụ thuộc vào Spin của các nuc

Chương 6:

ĐẠI CƯƠNG VỀ HẠT NHÂN

§1 Các đặc trưng cơ bản của hạt nhân

1 Cấu tạo hạt nhân

Prôtôn và nơtrôn có tên chung là nuclôn

Số nơtrôn trong hạt nhân là N = A  Z

mP = 1,67252.10 27 kg

mn = 1,67482.10 27 kg

1 H

4

2He

Ví dụ: có Z = 1, A = 1

có Z = 2, A = 4

• Đồng vị: các hạt nhân cùng số Z

Ví dụ: 11H 2

1H 13H

• Đồng phân: các hạt nhân cùng số A

36

16 S và 1836Ar

Ví dụ:

Cặp hạt nhân gương 37Li 47Be

Ký hiệu hạt nhân của nguyên tử là Z A X

là prôtôn

Hạt nhân hyđrô, dơteri

và triti

là nơtrôn

+ + + +

+ +

+

+ + 24He

7

3 Li

Hạt nhân

2 Kích thước hạt nhân

R = r0 A1/3

r0  (1,2  1,5) 10 15 (m)

14

10

(1 5) 10

p hatnhân m A

M





tấn/m3

Mật độ khối lượng hạt nhân

6

2 He R ~ RPb208 Giải Nobel

Biên nhòe

3 Spin và mômen từ của hạt nhân

• Cũng giống như electrôn, prôtôn và nơtrôn có spin

• Mômen động lượng toàn phầncủa nuclon:

• Mômen động lượng toàn phần của hạt nhân

• Hạt nhân gồm A nuclôn và Z prôtôn sẽ có mômen

từ

j  l s

i

J  j

= Z li( ) + Z si( ) + Z si( )

-27 I

p

e = =5,0505.10 J/T

2m

Đơn vị đo mômen từ hạt nhân có tên là manhêtôn hạt nhân

• Mômen từ của prôtôn là + 2,79276 I

• Mômen từ của nơtrôn là:  1,91315 I

Hạt nhân Mômen từ đo bằng đơn

vị manhetôn hạt nhân

+ 0,86

 2,13 + 3,65

 0,55

 1,30

 1,29

29Si

2

1H

4

2He

27Al

40K

91Zr

§2 Lực hạt nhân

1 Lực hạt nhân có bán kính tác dụng vô cùng nhỏ: 10 -15 m=1fm=1fr

2 Lực hạt nhân không phụ thuộc vào điện tích

V

2 fr

 3 fr

pp

V

3 Lực hạt nhân không đơn thuần chỉ là lực hút

4 Lực hạt nhân có tính chất bão hòa

5 Lực hạt nhân là lực trao đổi

Tương tác n – p





nuclôn nuclôn

Tương tác nuclôn bằng trao đổi mêdôn 

0 0

Tương tác n – n và p – p

6 Lực hạt nhân phụ thuộc vào Spin của các

nuclôn

§3 NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN

12

6 C

Đơn vị khối lượng nguyên tử u(đvklnt) bằng 1/12 khối lượng nguyên tử đồng vị

W = mc2 thì 1 đvklnt tương đương với 931,48 MeV Như vậy, một hạt nhân có khối lượng m(đvklnt) sẽ có năng lượng tương ứng là m(đvklnt) 931,48 MeV

p ( - ) n -

Độ hụt khối

2 = 931,48 M (dvklnt)

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

Năng lượng liên kết hạt nhân

W

A

• Đối với các hạt nhân nhẹ nhất, năng lượng liên kết riêng tăng nhanh từ 1,1 MeV () đến 2,8

MeV () và đạt giá trị 7 MeV ()

• Đối với các hạt nhân nặng có A từ 140 240 thì năng lượng liên kết riêng giảm dần, nhưng rất chậm từ 8 MeV đến 7 MeV

• Đối với hạt nhân trung bình với A từ 40 140 thì năng lượng liên kết riêng có giá trị lớn nhất nằm trong khoảng (8  8,6) MeV Điều đó giải thích tại sao các hạt nhân trung bình lại bền vững

nhất