PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1 Phương trình phản ứng: 1 2 3

1 1 2 2 3 3 4 4 A A A A Z X + Z X ® Z X + Z X

Trong số các hạt này cĩ thể là hạt sơ cấp như nuclơn, eletrơn, phơtơn ... Trường hợp đặc biệt là sự phĩng xạ: X1X2+ X3

X1là hạt nhân mẹ, X2là hạt nhân con, X3là hạthoặc

+ Bảo tồn số nuclơn (số khối): A1+ A2= A3+ A4

+ Bảo tồn điện tích (nguyên tử số): Z1+ Z2= Z3+ Z4

+ Bảo tồn động lượng: uur uurp1+ p2 = uur uurp3+ p hay4 m1 1vur+ m2 2vur = m4 3vur+ m4 4vur

+ Bảo tồn năng lượng:

1 2 3 4

X X X X

K + K + D =E K + K

Trong đĩ:E là năng lượng phản ứng hạt nhân;E = (m1+m2– m3- m4)c2 = ( M0– M ) c2. 2

1 2

X x x

K = m v là động năng chuyển động của hạt X

Lưu ý:- Khơng cĩ định luật bảo tồn khối lượng.

- Mối quan hệ giữa động lượng pXvà động năng KXcủa hạt X là: p2X = 2m KX X

- Khi tính vận tốc v hay động năng K thường áp dụng quy tắc hình bình hành Ví dụ: urp= uur uurp1+ p2 biết j = ·uur uurp p1, 2

2 2 21 2 2 1 2 1 2 2 1 2 p = p + p + p p cosj hay 2 2 2 1 1 2 2 1 2 1 2 (mv) = (m v ) + (m v ) + 2m m v v cosj haymK = m K1 1+ m K2 2+ 2 m m K K cos1 2 1 2 j

Tương tự khi biết φ1= uur ur·p p1, hoặc φ2 = ·uur urp p2, Trường hợp đặc biệt:uurp1^ uurp2  2 2 2

1 2

p = p + p

Tương tự khi uurp1^ urp hoặc uurp2^ urp

v = 0 (p = 0)p1= p2 1 1 2 2 2 2 1 1 K v m A K = v = m » A Tương tự v1= 0 hoặc v2= 0. 3. Phản ứng hạt nhân

* Năng lượng phản ứng hạt nhân : E = (M0- M)c2

Trong đĩ:

1 2

0 X X

M = m + m là tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng.

3 4

X X

M = m + m là tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng.

Lưu ý:- Nếu M0> M thì pứ toả năng lượngE dưới dạng động năng của các hạt X3, X4hoặc phơtơn. Các hạt sinh ra cĩ độ hụt khối lớn hơn nên bền vững hơn.

- Nếu M0< M thì pứ thu năng lượngEdưới dạng động năng của các hạt X1, X2hoặc phơtơn. Các hạt sinh ra cĩ độ hụt khối nhỏ hơn nên kém bền vững.

- Muốn phản ứng xảy ra thì phải cung cấp năng lượng dưới dạng động năng của các hạt A và B. Năng lượng cung cấp cho pứ bao gồm 2

0

( )

E m m c

   và động năngW của các hạt mới sinh ra :d W   E Wd

* Trong phản ứng hạt nhân 1 2 3 4 1 1 2 2 3 3 4 4 A A A A Z X + Z X ® Z X + Z X Các hạt nhân X1, X2, X3, X4cĩ:

Năng lượng liên kết riêng tương ứng là1,2,3,4. Năng lượng liên kết tương ứng làE1,E2,E3,E4

Độ hụt khối tương ứng làm1,m2,m3,m4

Năng lượng của phản ứng hạt nhân : E = A33+A44- A11- A22

E =E3+E4–E1–E2

E = (m3+m4-m1-m2)c2

4. Quy tắc dịch chuyển của sự phĩng xạ

+ Phĩng xạ(4 2He): 4 4 2 2 A A ZX He Z- Y - ® +

So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 2 ơ trong bảng tuần hồn và cĩ số khối giảm 4 đơn vị. + Phĩng xạ-( 1 0e - ): 0 1 1 A A ZX ® - e+ Z+Y

+ So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con tiến 1 ơ trong bảng tuần hồn và cĩ cùng số khối.

+ Thực chất của phĩng xạ-là một hạt nơtrơn biến thành 1 hạt prơtơn, 1 hạt electrơn và một hạt nơtrinơ:

n® p e+ - + v

Lưu ý:- Bản chất (thực chất) của tia phĩng xạ-là hạt electrơn (e-)

p ur 1 p uur 2 p uur φ

- Hạt nơtrinơ (v) khơng mang điện, khơng khối lượng (hoặc rất nhỏ) chuyển động với vận tốc của ánh sáng và hầu như khơng tương tác với vật chất.

+ Phĩng xạ+( 1 0e + ): 0 1 1 A A ZX ® + e+ Z- Y

So với hạt nhân mẹ, hạt nhân con lùi 1 ơ trong bảng tuần hồn và cĩ cùng số khối.

+ Thực chất của phĩng xạ+là 1 hạt prơtơn biến thành 1 hạt nơtrơn, 1 hạt pơzitrơn và 1 hạt nơtrinơ:

p® n e+ + + v

Lưu ý:Bản chất (thực chất) của tia phĩng xạ+là hạt pơzitrơn (e+) + Phĩng xạ(hạt phơtơn)

Hạt nhân con sinh ra ở trạng thái kích thích cĩ mức năng lượng E1chuyển xuống mức năng lượng E2

đồng thời phĩng ra một phơtơn cĩ năng lượng : e hf hc E1 E2 l

= = = -

* Lưu ý:Trong phĩng xạkhơng cĩ sự biến đổi hạt nhânphĩng xạthường đi kèm theo pxạvà.

5. Hai loại phản ứng tỏa năng lượng :