Hay: Dm'=( mD 1+ Dm ) ( m2 - D 3+ Dm )4 < 0
: phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
1 2 3 4
m'=( m + m ) ( m- + m )> 0
D D D D D
: Phản ứng thu năng lượng.
4. Máy gia tốc:
Một hạt có khối lượng m mang điện tích q chuyển động với vận tốc v trong một từ trường đều Br ^ vr
thì hạt sẽ chuyển động trên quỹ đạo tròn bán kính:
mv R qB = 5. Các hằng số và đơn vị thường dùng * Số Avôgađrô: NA = 6,022.1023 mol-1
* Đơn vị năng lượng: 1eV = 1,6.10-19 J; 1MeV = 1,6.10-13 J
* Đơn vị khối lượng nguyên tử (đơn vị Cacbon): 1u = 1,66055.10-27kg = 931 MeV/c2 * Điện tích nguyên tố: |e| = 1,6.10-19 C
* Khối lượng prôtôn: mp = 1,0073u * Khối lượng nơtrôn: mn = 1,0087u
* Khối lượng electrôn: me = 9,1.10-31kg = 0,0005u
Chú ý: Dạng bài về tính động năng
Vd: Dùng proton bắn vào hạt nhân Be theo phản ứng 11H+94 Be®42 He+ X. Biết rằng Be đứng yên choKH=5,45MeV, He có vận tốc ^ v và H KHe =4MeVtính động năng hạt nhân X.
Cách giải: ĐLBTĐL: PrH+ PrBe=PrHe+ PrX p ur 1 p uur 2 p uur φ
He H
v ^ v ⇒ PrHe ^ PrH
⇒ 2 2 2
Li H
P =Pa + P ⇒2m KLi Li =2m Ka a+ 2m KH H
Lưu ý: đề bài không cho khối lượng chính xác các hạt nhân nhưng ta có thể lấy gần bằng đúng
khối lượng của một hạt nhân đo = đơn vị u có giá trị gần bằng số khối của nó
2
1 2 3 4 3 4 1 2
E=(m + m - m - m )c =K + K - K - K D
Muốn tính % nl sau phản ứng sinh ra biến thành động năng của hạt α
Chattaothanh K 1 m E 1 m a a = D +
Hạt nhân A đứng yên phân rã thành hạt nhân B co khối lượng m và hạt B α klg mathì: B B K m K m a a = Bài 56: Phản ứng hạt nhân 1. Sự phân hạch
Sự phân hạch là hiện tượng một hạt nhân nặng hấp thụ một notron rồi vỡ thành hai hạt nhân trung bình. Notron chậm có động năng tương đương với động năng trung bình của chuyển động nhiệt (dưới 0,01eV) dễ bị hấp thụ hơn notron mạnh.
Sự phân hạch thường xảy ra một số ( từ 2 đến 3) notron và tỏa ra một năng lượng rất lớn vào khoảng 200MeV đối với hạt nhân 23592 U
1 2 1 2 A A 235 1 1 92 U+0n®Z X+Z X+ K n0 + 200MeV Trong đó Z1+ Z2=92 và A1+ A2+ K=236 2. Phản ứng dây chuyền
Một phần số notron sinh ra do sự phân hạch bị mất mát do nhiều nguyên nhân như thoát ra ngoài, bị hấp thụ bởi các hạt nhân khác, nhưng nếu sau mỗi phân hạch vẫn còn lại trung bình k notron gây được sự phân hạch mới, mà k≥1, thì k notron này đập vào hạt nhân 23592 U khác, lại gây ra k phân hạch, sinh ra k notron, rồi 2 k ,k …notron được tạo ra . Số hạt nhân bị phân hạch 3 4 tăng rất nhanh trong một thời gian rất ngắn, ta có phản ứng hạt nhân dây chuyền.
Điều kiện phản ứng dây chuyền:
Nếu k<1 thì phản ứng dây chuyền không xảy ra.
Nếu k=1 thì hệ thống gọi là tới hạn: phản ứng dây chuyền xảy ra nhưng không tăng vọt, năng lượng tỏa ra không đổi và có thể kiểm soát được ( lò phản ứng hạt nhân).
Nếu k>1 thì hệ thống gọi là vượt hạn: không thể khống chế được phản ứng dây chuyền Số notron bị mất vì thoát ra ngoài ( tỉ lệ với diện tích mặt ngoài khối urani), so với notron sinh ra( tỉ lệ với thể tích của khối) càng nhỏ nếu khối lượng của urani càng lớn. Khối lượng này phải đạt tới giá trị tối thiểu, gọi là khối lượng tới hạn thì mới có k≥1
Bài 57: Phản ưng nhiệt hạch 1. Định nghĩa:
Là phản ứng hạt nhân trong đó hai hay nhiều hạt nhân nhẹ hợp lại thành hạt nhân nặng hơn. Vd: 12H+12H®32 He+10 n+ 3,25MeV
2. Điều kiện thực hiện phản ứng
Điều kiện để để phản ứng nhiệt hạch có thể xảy ra: Nhiệt độ cao khoảng từ 50 tr độ tới 100 tr độ.
Hỗn hợp nhiên liệu phải “giam hãm” trong một khoảng thời khộng gian rất nhỏ.
3. Năng lượng của phản ứng nhiệt hạch
Năng lượng tỏa ra trong mỗi phản ứng nhiệt hạch thì không lớn, nhưng nếu so sánh trên cùng một khối lượng nhiện liệu thì lớn hơn nhiều lần so với phản ứng phân hạch hay các nhiện liệu đốt khác.
4. Phản ứng nhiệt hạch trên các sao trong vũ trụ
Năng lượng tổng hợp hạt nhân là nguốn gốc năng lượng của hầu hết các vì sao. Phản ứng nhiệt hạch trên các sao trong vũ trụ chủ yếu là quá trình tổng hợp heli từ H. Các phản ứng xảy ra ở nhiệt độ rất cao khoảng 30 tr độ.
5. Phản ứng nhiệt hạch trên trái đất
Chế tạo bom nhiệt hạch
Phản ứng nhiệt hạch có điều khiển để tạo ra nguồn năng lượng dồi dào, sạch, không gây ô nhiễm môi trường.