p n lk 2 2 lk p n zm c (A z)m c Mc W .Hayta có: W [zm (A z)m M]c m.c (2.2) + - = + = + - - =D
Trong đó Wlk là năng lượng liên kết của hạt nhân.Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số
c2. Như vậy ta có thể suy ra năng lượng liên kết của hạt nhân là năng lượng cần thiết để tách hạt nhân thành A nucleon riêng biệt.
2.2.1.3. Năng lượng liên kết riêng
Năng lượng liên kết riêng, ký hiệu Wlk/A là năng lượng liên kết tính cho một nuclôn. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững.
Coi khối lượng nguyên tử bằng tổng khối lượng hạt nhân cộng với z khối
lượng của electron quay quanh hạt nhân. Khối lượng hạt nhân có thể được
tính được nếu biết khối lượng nguyên tử Mnt:
(2.3)
2.2.2. Các kiến thức về phóng xạ
2.2.2.1. Định nghĩa và đặc điểm của hiện tượng phóng xạ
Định nghĩa: Phóng xạ là quá trình phân hủy tự phát của một hạt nhân không bền vững (tự nhiên hoặc nhân tạo), bằng cách phát ra các tia phóng xạ
và biến đổi thanh hạt nhân khác.
Quá trình phân hủy này kéo theo sự tạo ra các hạt và có thể kèm theo sự
phát ra các bức xạ điện từ. Hạt nhân tự phân hủy gọi là hạt nhân mẹ, hạt nhân
được tạo thành sau phân hủy gọi là hạt nhân con.
40
+ Phóng xạ α: Phát ra tia α, là dòng hạt nhân của nguyên tử hêli ( ), theo phản ứng sau:
A A 4 4
ZX¾¾®a Z 2--Y+ 2He
+ Phóng xạ : Phát ra tia , là dòng các hạt êlectron ( ), theo phản
ứng sau:
A A 0 0
ZX¾¾®b- Z 1+Y+-1e+ n0% Với n% là phản hạt của nơtrinô.
+ Phóng xạ : Phát ra tia , là dòng các hạt pôzitron còn gọi là
êlectron dương ( ), theo phản ứng sau:
A A 0 0
ZX¾¾®b+ Z 1-Y++1e+ n0 Với n là hạt nơtrinô.
+ Phóng xạ γ: Phát ra tia γ, là phóng xạ đi kèm theo của phóng xạ α và β. Tia γ là bức xạ điện từ có bước sóng rất ngắn, khả năng đâm xuyên sâu (vài
mét trong bê tông và vài cm trong chì).
Đặc tính chung của quá trình phóng xạ: - Có bản chất là quá trình biến đổi hạt nhân - Có tính tự phát và không điều khiển được
2.2.2.2. Định luật phóng xạ
Trong quá trình phân rã, số hạt nhân phóng xạ giảm theo thời gian theo quy luật hàm số mũ: N = N0.e-λt
Trong đó, N0 là số hạt nhân tại thời điểm t = 0 ban đầu N là số hạt nhân còn lại sau thời gian t > 0
λ là hằng số dương gọi là hằng số phóng xạ (hay hằng số phân rã) ·Độ phóng xạ
Đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu của một lượng chất phóng xạ. Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ giảm theo thời gian theo cùng quy luật hàm số mũ giống như số hạt nhân (số nguyên tử của nó)
H = H0.e-λt Với H0 là độ phóng xạ tời thời điểm ban đầu
41
Hay: Độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ tại thời điểm t bằng tích của hằng số phóng xạ và số lượng hạt nhân phóng xạ chứa trong lượng chất đó ở thời điểm t: H = λ.N
·Chu kỳ bán rã T
Chu kỳ bán rã là thời gian qua đó số lượng các hạt nhân còn lại 50% tức là đã phân rã 50%
T=
Chú ý rằng, sau thời gian t = x.T thì số hạt nhân phóng xạ còn lại sẽ là N = N0/2x