2.6. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân AA Z 1 1 + B22AZ → C33AZ + D44AZ - Định luật bảo toàn số nucleon (bảo toàn số khối A). A 1 + A 2 = A 3 + A 4 - Định luật bảo toàn điện tích. Z 1 + Z 2 = Z 3 + Z 4 - Định luật bảo toàn động lượng. ABCDpppp→→→→ - Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần. Năng lượng toàn phần bằng tổng năng lượng nghĩ và thế năng của hạt nhân. 2222 AdABdBCdCDdDmcWmcWmcWmcW - Trong phản ứng hạt nhân không có bảo toàn: khối lượng, số nơtron, năng lượng nghĩ.. *) Năng lượng của phản ứng hạt nhân: ΔE = (m t – m s )c 2 m t = m A + m B : tổng khối lượng của các hạt trước phản ứng. m s = m C + m D : tổng khối lượng của các hạt sau phản ứng. + Nếu ΔE > 0: phản ứng tỏa năng lượng. + Nếu ΔE < 0: phản ứng thu năng lượng.
3. Phản ứng phân hạch và tổng hợp hạt nhân Phân hạch hạt nhân Tổng hợp hạt nhân (Nhiệt hạch ) Hạt nhân nặng hấp thụ một nơtron chậm vỡ thành hai hạt nhân nhẹ hơn (trung bình: 50<A<160) Ví dụ: U23592 , Pu23994 , 2372519398,PuCf …. knZYXXn* Là phản ứng kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành hạt nhân nặng hơn. + Nếu k < 1: Phản ứng dây chuyền không tắt nhanh + Nếu k =1: Phản ứng dây chuyền có thể tự duy trì và công suất phát ra không đổi theo thời gian + Nếu k >1: Phản ứng dây chuyền có thể tự duy trì và công suất phát ra tăng nhanh và có thể gây nên bùng nổ Để đảm bảo cho k = 1 người ta dùng các thanh điều khiển chứa Bo hay Cd, là các chất có tác dụng hấp thụ nơtron + Xét trên cùng một khối lượng nhiên liệu thì năng lượng nhiệt hạch sinh ra lớn hơn phân hạch. + Năng lượng nhiệt hạch là quá trình tạo ra nguồn năng lượng vô tận cho cho mặt trời và các ngôi sao khác trên vũ trụ. Chế tạo bom H Điều kiện: - Nhiệt độ cao - Mật độ hạt nhân trong trạng thái plasma đủ lớn. - Thời gian duy trì trạng thái đủ lớn. PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP Dạng 1: Tính độ hụt khối, năng lượng, năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng. - Yêu cầu: Vận dụng được các công thức tính được độ hụt khối, năng lượng, năng lượng liên kết, năng lượng liên kết riêng. - Phương pháp giải: Sử dụng các công thức độ hụt khối, năng lượng liên kết, năng lượng, năng lượng liên kết riêng. Ví dụ 1: Tìm độ hụt khối và năng lượng liên kết của hạt nhân Liti Li73 . Biết khối lượng nguyên tử Liti, nơtron và prôtôn có khối lượng lần lượt là: m Li = 7,0160 amu; m N = 1,0087 amu và m P = 1,0073 amu. Biết 1 amu = 931,5 MeV/c 2 . Hướng dẫn giải Hạt nhân Li73 có 3 proton và 4 nơtron. Khi đó: m 0 = Z.m P + N.m n = 3.m P + 4.m n = 3.1,0073 + 4.1,0087 = 7,08299 amu Độ hụt khối: Δm = m 0 – m = 7,08299 – 7,0160 = 0,06699 amu Năng lượng liên kết của hạt nhân là: ΔE = Δm.c 2 = 0,06699 uc 2 = 0,06699.931,5 = 62,401185 MeV
English