PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1 Phương trỡnh 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 cỏc hạt này cú thể là hạt sơ cấp như nuclụn, eletrụn, phụtụn ... Trường hợp đặc biệt là sự phúng xạ: X1  X2 + X3

X1 là hạt nhõn mẹ, X2 là hạt nhõn con, X3 là hạt  hoặc 

2. Cỏc định luật bảo tồn trong phản ứng hạt nhõn.

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

+ Bảo tồn điện tớch (nguyờn tử số): Z1 + Z2 = Z3 + Z4

+ Bảo tồn động lượng: p1 p2 p3 p hay4 m1 1v m2 2v m4 3v m4 4v

+ Bảo tồn năng lượng:

1 2 3 4

X X X X

K K E K K

Trong đú: E là năng lượng phản ứng hạt nhõn; E = (m1+m2 – m3 - m4 )c2 = ( M0 – M ) c2. 1 2

2

X x x

K m v là động năng chuyển động của hạt X

Lưu ý: - Khụng cú định luật bảo tồn khối lượng.

- Mối quan hệ giữa động lượng pX và động năng KX của hạt X là: p2X 2m KX X

- Khi tớnh vận tốc v hay động năng K thường ỏp dụng quy tắc hỡnh bỡnh hành Vớ dụ: p p1 p2 biết p p1, 2 2 2 2 1 2 2 1 2 p p p p p cos hay (mv)2 (m v1 1)2 (m v2 2)2 2m m v v cos1 2 1 2 haymK m K1 1 m K2 2 2 m m K K cos1 2 1 2

Tương tự khi biết φ1 p p1, hoặc φ2 p p2, Trường hợp đặc biệt:p1 p2  2 2 2

1 2

p p p

Tương tự khi p1 p hoặc p2 p

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 nhõn

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

1 2

0 X X

M m m là tổng khối lượng cỏc hạt nhõn trước phản ứng.

3 4

X X

M m m là tổng khối lượng cỏc hạt nhõn sau phản ứng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Lưu ý: - Nếu M0 > M thỡ pứ toả năng lượng E dưới dạng động năng của cỏc hạt X3, X4 hoặc phụtụn . Cỏc hạt sinh ra cú độ hụt khối lớn hơn nờn bền vững hơn.

- Nếu M0 < M thỡ pứ thu năng lượng E dưới dạng động năng của cỏc hạt X1, X2 hoặc phụtụn . Cỏc hạt sinh ra cú độ hụt khối nhỏ hơn nờn kộm bền vững.

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

0

( )

E m m c

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

* Trong phản ứng hạt nhõn 1 2 3 4 1 1 2 2 3 3 4 4 A A A A Z X Z X Z X Z X Cỏc hạt nhõn X1, X2, X3, X4 cú:

Năng lượng liờn kết riờng tương ứng là 1, 2, 3, 4. Năng lượng liờn kết tương ứng là E1, E2, E3, E4 Độ hụt khối tương ứng là m1, m2, m3, m4

Năng lượng của phản ứng hạt nhõn : 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 phúng xạ

+ Phúng xạ  (4 2He): ZAX 24He AZ 42Y p 1 p 2 p φ

So với hạt nhõn mẹ, hạt nhõn con lựi 2 ụ trong bảng tuần hồn và cú số khối giảm 4 đơn vị. + Phúng xạ -

( 01e): ZAX 01e Z A1Y

+ So với hạt nhõn mẹ, hạt nhõn con tiến 1 ụ trong bảng tuần hồn và cú cựng số khối. + Thực chất của phúng xạ -

là một hạt nơtrụn biến thành 1 hạt prụtụn, 1 hạt electrụn và một hạt nơtrinụ:

n p e v

Lưu ý: - Bản chất (thực chất) của tia phúng xạ -

là hạt electrụn (e-)

- Hạt nơtrinụ (v) khụng mang điện, khụng khối lượng (hoặc rất nhỏ) chuyển động với vận tốc của ỏnh sỏng và hầu như khụng tương tỏc với vật chất.

+ Phúng xạ + ( 1 0e): 0 1 1 A A ZX e Z Y

So với hạt nhõn mẹ, hạt nhõn con lựi 1 ụ trong bảng tuần hồn và cú cựng số khối. + Thực chất của phúng xạ +

là 1 hạt prụtụn biến thành 1 hạt nơtrụn, 1 hạt pụzitrụn và 1 hạt nơtrinụ:

p n e v

Lưu ý: Bản chất (thực chất) của tia phúng xạ +

là hạt pụzitrụn (e+) + Phúng xạ  (hạt phụtụn)

Hạt nhõn con sinh ra ở trạng thỏi kớch thớch cú mức năng lượng E1 chuyển xuống mức năng lượng E2 đồng thời phúng ra một phụtụn cú năng lượng : hf hc E1 E2

* Lưu ý: Trong phúng xạ  khụng cú sự biến đổi hạt nhõn  phúng xạ  thường đi kốm theo pxạ  và .

5. Hai loại phản ứng tỏa năng lượng : - Phản ứng nhiệt hạch : - Phản ứng nhiệt hạch : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

+ Hai hạt nhõn rất nhẹ cú (số khối A < 10), như Hidro, heli… hợp lại thành hạt nhõn nặng hơn. Vỡ sự tổng hợp hạt nhõn chỉ cú thể xảy ra ở nhiệt độ cao nờn phản ứng này gọi là phản ứng nhiệt hạch.

Vớ dụ : 1 1 4 1

2H3He2He0n tỏa năng lượng khoảng 18MeV.

+ Ngồi điều kiện nhiệt độ cao, cũn phải thỏa mĩn hai điều kiện nữa để phản ứng tổng hợp hạt nhõn cú thể xảy ra. Đú là : mật độ hạt nhõn n phải đủ lớn, đồng thời thời giantduy trỡ nhiệt độ cao (cỡ 108K) cũng phải đủ dài. Lo-sơn (Lawson) đĩ chứng minh điều kiện 14 3

10 /

n t  s cm

+ Phản ứng nhiệt hạch trong lũng mặt trời và cỏc ngụi sao là nguồn gốc năng lượng của chỳng. + Trờn Trỏi Đất con người đĩ thực hiện được phản ứng nhiệt hạch dưới dạng khụng kiểm soỏt được. Đú gọi là sự nổ của bom nhiệt hạch hay bom H

Năng lượng tỏa ra trong phản ứng nhiệt hạch lớn hơn năng lượng tỏa ra trong phản ứng phõn hạch rất nhiều. Nhiờn liệu nhiệt hạch cú thể coi là vụ tận trong thiờn nhiờn.