CƠ SỞ VẬT LÝ HẠT NHÂN

CƠ SỞ VẬT LÝ HẠT NHÂN Thành phần hạt nhân Thành phần hạt nhân     Thành phần hạt nhân gốm có proton nơtron, gọi chug nucleon Proton: loại hạt mang điện tích +1, có khối lượng 1.6726 × 10−27 kg (938.3 MeV/c2) spin +1/2 Nơtron: loại hạt khơng mang điện tích, có khối lượng 1.6749 × 10-27 kg (939.573 MeV/c²) spin +1/2, tức lớn khối lượng proton chút Hạt nhân có số khối A số nguyên tử Z , gồm có A nuclon số có Z proton (điện tích + Ze) (A - Z) nơtron Proton nơtron có spin Chúng có mômen từ riêng Điều đáng ý nơtron không mang điện tích có mômen từ có cấu trúc bên trong.Hạt nhân cấu tạo từ proton nơtron nên có spin mômen từ xác đònh Độ hụt khối lượng liên kết hạt nhân   Người thấy khối lượng môi hạt nhân bé khối lượng tổng cộng nuclon hợp thành Hiệu số gọi độ hụt khối hạt nhân ∆m = Zmp + (A - Z) mn - mhn (3)   Nguyên nhân độ hụt khối có liên quan đến lượng liên kết nuclon hạt nhân Thật khối lượng hạt nhân bé khối lượng tổng cộng nuclon hợp thành giá trò ∆m, nên theo thuyết tương đối Einstein lượng toàn phần hạt nhân bé lượng toàn phần A nuclon tách chúng riêng lẻ lượng : ∆E = c2 ∆m   ∆E lượng cần cung cấp từ để tách tất A nuclon riêng lẻ nhau, nói cách khác ∆E có giá trò ngược dấu với lượng liên kết nuclon hạt nhân ∆W ∆W = - c2∆m = c2 [ mhn - Zmp - (A - Z) ma} (4) • Năng lượng liên kết đặc trưng cho mức độ bền vững hạt nhân Giá trò tuyệt đối lớn hạt nhân khó phân chia thành mãnh.Trong thực nghiệm người ta thường đo khối lượng toàn  Lực hạt nhân:  Lực hạt nhân: Là lực tương tác hai hay nhiều nucleon Nó ngun nhân gây gắn kết proton nơ tron hạt nhân ngun tử Trong số nhiều đặc điểm ta kể đến số đặc điểm sau :  Lực hạt nhân: - Có bán kính tác dụng ngắn : hai nuclon tác dụng mạnh với chúng cách khoảng bé r ≈ 10-13 cm  Lực hạt nhân: - Lực hạt nhân lực hút mạnh gây nên lượng liên kết lớn nuclon hạt nhân Tuy nhiên, hai nuclon gần r ≤ 0,5 10-13 cm chúng lại đẩy BÀI TẬP Bài giải : Với : 0,693 = 1,54.10-10 (năm -1) λ1 = T1 0,693 = 9,72.10-10 (năm -1) λ2 = T2 Từ (1) : - (λ1 - λ2)t = ln140 ln140 ⇔t= = 6.109 ( năm ) λ2 − λ1 BÀI TẬP Bài : Câu : Cho phản ứng hạt nhân : 20 10 Na + P  → X + Ne (1) Cl + X  → n+ Ar (2) 23 11 23 11 1 37 18 a) Viết đầy đủ phản ứng : Cho biết tên gọi, số khối số thứ tự hạt nhân X b) Trong phản ứng : phản ứng tỏa ? Thu lượng ? Tính độ lớn lượng tỏa hay thu vào (ev) BÀI TẬP Bài : Câu : Cho khối lượng hạt nhân : Na = 22,983734 u 23 11 Cl = 36,956563 u 23 11 37 18 Ar = 36,956889 u H = 1,007276 u 1 n = 1,008670 u BÀI TẬP Bài giải : Câu 1a : Áp dụng đònh luật bào toàn điện tích bảo toàn số nuclôn phản ứng hạt nhân A 20 Với phản ứng (1) : 23 → Z X + 10 Ne 11Na + 1H  A = 23 + – 20 = ; Z = 11 + – 10 = Vậy : A Z X = He : Hạt nhân nguyên tử Hêli Dạng đầy đủ phản ứng : Na + H  → He+ 23 11 1 20 10 Ne Bài giải : BÀI TẬP Câu 1a : Áp dụng đònh luật bào toàn điện tích bảo toàn số nuclôn phản ứng hạt nhân 37 Với phản ứng (2) : 23 → n+ 18 Ar 11Cl + X  A = 38 -37 = ; Z = 18 – 17 = Vậy : AZ X = 11H : Hạt nhân nguyên tử Hiđrô Dạng đầy đủ phản ứng : Cl + H  → n+ 23 11 1 37 18 Ar Bài giải : BÀI TẬP Câu 1b : Gọi : mA, mB : Khối lượng hạt nhân trước phản ứng mC, mD : Khối lượng hạt nhân sau phản ứng Độ chênh lệch khối lượng sau phản ứng : ∆m = (mC + mD) – (mA + mB) Bài giải : BÀI TẬP Câu 1b : ∆m = (mC + mD) – (mA + mB)  Phản ứng (1) : ∆m = - 0,002554 u < : ⇒ Phản ứng tỏa lượng Năng lượng tỏa : ∆E = ∆mc2 = 0,002554.931 (Mev)  Phản ứng (1) : ∆m = 0,001720 u>0 : ⇒ Phản ứng thu lượng Năng lượng thu vào : ∆E = 1,601 (Mev) BÀI TẬP Bài 3tt : Câu : Cho phản ứng hạt nhân : T + X  → He+ n+17,6 (Mev) a) Xác đònh hạt nhân X b) Tính lượng tỏa từ phản ứng tổng hợp (g) He Cho biết NA = 6,02.1023 phân tử/mol BÀI TẬP Bài giải 3tt : Câu 2a : T + X  → He+ n+17,6 (Mev) Với : A = 2 A  → Z X = 1D Z =1  ⇒ ( Hạt nhân đơtơri) đồng vò hiđrô Bài giải 3tt : BÀI TẬP Câu 2b : Muốn g He phải : NA N = Lượng nhiệt sinh : Q = N.17,6 = 26,5.1023 (Mev) BÀI TẬP Bài : Người ta dùng phôtôn có lượng KP = 1,6 (Mev) bắn vào hạt nhân đứng yên • • • • Li thu hạt giống có động Viết phương trình phản ứng, ghi rõ nguyên tử số Z số khối A Tính động K hạt Phản ứng hạt nhân tỏa hay thu lượng, lượng có phụ thuộc vào động phôtôn không ? Nếu toàn động hạt thu biến thành nhiệt, nhiệt lượng có phụ thuộc vào động phôtôn không ? Bài : Cho : BÀI TẬP mp = 1,0073u ; mLi = 7,0144 u mα = 4,0015u ;  Mev  u = 1,66055.10-27 (Kg) = 931  ÷  C  BÀI TẬP Bài giải : a) Áp dụng đònh luật bảo toàn cho phản ứng : H+ Li  → X+ X 1 A Z A Z 2A = ⇒ A = 4 A → X = Ta có :  Z He 2Z = ⇒ Z =  → Hạt nhân Heli Dạng đầy đủ phản ứng : H+ Li  → He + He 1 4 Bài giải : BÀI TẬP b) Động hạt α : Kα ? Áp dụng đònh luật bảo toàn lượng toàn phần cho phản ứng : (mP + mLi)c2 + KP = 2mαc2 + 2Kα Với :  mp + mLi = 7468,2  2mα = 7450,8  KP = 1,6 (Mev)  Mev   ÷  C   Mev   ÷  C  ⇒ Kα = 9,5 (Mev) Bài giải : BÀI TẬP c) (mP + mLi) > 2mα : Phản ứng tỏa lượng Năng lượng tỏa : ∆E = ∆mc2 = (mP + mLi - 2mα)c2 = 17,4 (Mev) Không phụ thuộc vào Kp d) Theo giả thiết : Q = 2Kα = (mP + mLi - 2mα)c2 Phụ thuộc vào Kp [...]... Phản ứng thu năng lượng Với : M0 : Tổng khối lượng của các hạt nhân trước phản ứng M : Tổng khối lượng của các hạt nhân sau phản ứng LÝ THUYẾT 4) Sự phóng xạ : Là từng trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân A  →B + C Với : A : Hạt nhân mẹ B : Hạt nhân con C : Hạt α hay β LÝ THUYẾT 4) Sự phóng xạ : Là từng trường hợp riêng của phản ứng hạt nhân Ta có công thức : N0 -λ t N = K = N0e 2 m0 -λ t m = K... Gama LÝ THUYẾT 1) Phương trình tổng quát của phản ứng hạt nhân : A + B  →C + D Với : A, B : Các hạt nhân tương tác C, D : Các hạt nhân sản phẩm LÝ THUYẾT 2) Các đònh luật bảo toàn phản ứng hạt nhân  Bảo toàn điện tích (Z)  Bảo toàn số nuclôn (A) Ta có : A1 z1A + A2 z2 B  → A3 z3 C + A4 z4 D Với : A1 + A2 = A3 + A4 Z1 + Z 2 = Z 3 + Z 4  Bảo toàn năng lượng toàn phần LÝ THUYẾT 3) Phản ứng hạt nhân. ..3  Lực hạt nhân: - Lực hạt nhân không phụ thuộc vào điện tích thực nghiệm chứng tỏ rằng lực tương tác giữa nơtron - nơtron, nơtron - proton, proton - proton là gần như nhau 1./ Sự phóng xạ: a.) Đònh nghóa: Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân tự động phóng ra những bức xạ gọi là tia phóng xạ và biến thành hạt nhân khác Tia phóng xạ có đặc điểm chung gì? Tia... hóa lý như làm iôn hoá môi trường , làm đen kính ảnh , gây ra các phản ứng hoá học … 1./ Sự phóng xạ: a.) Đònh nghóa: b.) Đặc điểm của sự phóng xạ: Hiện tượng phóng xạ do các nguyên nhân bên trong hạt nhân gây ra và hoàn toàn không phụ thuộc vào các tác động bên ngoài ( áp suất, nhiệt độ ) 1./ Sự phóng xạ: a.) Đònh nghóa: b.) Đặc điểm của sự phóng xạ: c.) Các loại tia phóng xạ: + H.BECCƠREN Nhà Vật lý. .. Vật lý Pháp ( 1852 – 1908) 1./ Sự phóng xạ: a.) Đònh nghóa: b.) Đặc điểm của sự phóng xạ: c.) Các loại tia phóng xạ: * Tia anpha (α ) Là các dòng hạt nhân của 4 nguyên tử Hêli( 2 He ) mang hai điện tích dương ( +2e) Đặc điểm: α + - Hạt α phóng ra từ hạt nhân với vận tốc khoảng 107m/s - Có khả năng iôn hoá chất khí và mất dần năng lượng - Khả năng đâm xuyên yếu , nó không xuyên qua được tấm thuỷ tinh... xạ: β+ α a.) Đònh nghóa: b.) Đặc điểm của sự phóng xạ: c.) Các loại tia phóng xạ: * Tia anpha (α ) : 24 He * Tia bêta ( β ) + Tia β - :( 0) − + Tia β + :( Đặc điểm: β- + e 0 −1+ ) e +1 + Vận tốc của các hạt β gần bằng vận tốc ánh sáng + Ion hóa chất khí yếu hơn tia α + Khả năng đâm xuyên mạnh hơn tia α ,có thể đi hàng trăm mét trong không khí 1./ Sự phóng xạ: β+ α a.) Đònh nghóa: b.) Đặc điểm của sự phóng... nguyên tử N : dN (t ) − λt H (t ) = − = λ N0 e = λ N dt dN (t ) H (t ) = − = λ N 0 e − λt = λ N dt với H0 = λ N0 là độ phóng xạ ban đầu, thì: H = H0 e – λ t Hoặc H0 H = k 2 ( k= Đơn vò độ phóng xạ là Becơren ( ký hiệu Bq) , bằng 1 phân rã / giây Một đơn vò khác là Curi ( ký hiệu Ci) 1Ci = 3,7 1010 Bq )t T 131 53) Icó chu kỳ bán rã 8 Chất Iốt phóng xạ ( ngày đêm Nếu nhận được 100g chất này thì sau 8 tuần