Bài 36. Năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân

Phản ứng hạt nhân
Bài 54
TRƯỜNG THPT TÂN HIỆP
TỔ VẬT LÝ
Giáo viên biên soạn: Huỳnh Thị Ngọc Châu
Năm học: 2008 – 2009.
* Kiểm tra bài cũ:
1/ Sự phóng xạ là gì ? Chu kỳ bán rã của
chất phóng xạ là gì? Viết biểu thức
toán học diễn tả định luật phóng xạ.
Giải bài tập số 4 SGK.
2/ Thế nào là độ phóng xạ của một
lượng chất phóng xạ? Hệ thức giữa độ
phóng xạ và số nguyên tử trong chất phóng
xạ? Giải bài tập số 5 SGK
Dàn bài:
- Phản ứng hạt nhân.
- Các định luật bảo toàn trong phản ứng
hạt nhân.
- Năng lượng trong phản ứng hạt nhân.
- Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng
lượng.
1. Phản ứng hạt nhân:
a. Thí nghiệm của Rơ dơ pho ( nhà vật lý người Anh
1871 – 1937 )









































Thực hiện năm 1903
Trình bày thí nghiệm
của Rơ dơ pho.
Thực hiện năm 1909

Thế nào là phản ứng hạt
nhân?
* Định nghĩa:
Phản ứng hạt nhân là một quá trình dẫn đến sự
biến đổi hạt nhân
Sự phóng xạ có phải là một phản ứng hạt nhân không ? Tại sao?
Vậy có mấy loại phản ứng hạt nhân?
Phân loại : có 2 loại
- Phản ứng tự phân rã của một hạt nhân không bền
vững thành các hạt khác ( sự phóng xạ )
A: hạt nhân mẹ ; B: hạt nhân con; C là hạt hoặc
- Phản ứng trong đó các hạt nhân tương tác với nhau dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt khác ( phản ứng hạt nhân nhân tạo )

A & B là các hạt tương tác; C & D là các hạt sản phẩm.
chất phóng xạ , là một đồng vị phóng xạ nhân tạo






Câu hòi 1: Nêu một phản ứng hạt nhân xảy ra trong tự nhiên.
Câu hỏi 2: Thế nào là phản ứng hóa học? Cho ví dụ.
So sánh phản ứng hạt nhân và phản ứng hóa học.
* Giống nhau: đều là quá trình biến đổi chất nầy thành chất
khác.
* Khác nhau:
- Trong phản ứng hóa học các hạt nhân nguyên
tử không đổi, chỉ sự ghép với nhau là thay đổi.
- Trong phản ứng hạt nhân các hạt nhân nguyên
tử biến đổi, nguyên tố nầy biến đổi thành
nguyên tố khác.
b.Phản ứng hạt nhân tạo nên đồng vị phóng xạ:
Năm 1934 ông bà Giô li ô – Quy ri đã thực hiện được phản ứng:



Phản ứng hạt nhân.
Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân:
a. Định luật bảo toàn số nclôn ( số khối A )
- Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng số nuclôn của các hạt sản phẩm.







- Giải thích
Trong phản ứng hạt nhân 1 prôton chỉ có thể biến đổi thành 1 nơtron và ngược lại nên tổng số prôton và nơtron không đổi.

Hệ kín ( hệ vĩ mô ) tuân theo những định luật bảo toàn nào?
Định luật bảo toàn : điện tích, khối lượng, năng lượng, động lượng, công,…
Viết định luật bảo toàn số nuclôn cho các phản ứng hạt nhân sau:

1. Phản ứng hạt nhân.
2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân:
a. Định luật bảo toàn số nclôn ( số khối A )
b. Định luật bảo toàn điện tích:
Tổng đại số các điện tích của các hạt tương tác bằng tổng đại số các điện tích của các hạt sản phẩm.






- Giải thích:
Các hạt tham gia phản ứng hạt nhân là hệ cô lập về điện.
Viết định luật bảo toàn điện tích cho các phản ứng hạt nhân sau:
Phản ứng hạt nhân.
Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân:
a. Định luật bảo toàn số nclôn ( số khối A )
b. Định luật bảo toàn điện tích
c. Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần ( bao gồm
động năng và năng lượng nghỉ )
Tổng năng lượng toàn phần của các hạt tương tác
bằng tổng năng lựơng toàn phần của các hạt sản phẩm.
d. Định luật bảo toàn động lượng :
Vectơ tổng động lượng của các hạt tương tác bằng
vectơ tổng động lượng của các hạt sản phẩm
* Giải thích : Vì hệ các hạt nhân tương tác là hệ kín.
* Chú ý:
- Không có định luật bảo toàn khối lượng
nghỉ của hệ.
- Nếu các hạt chuyển động với vận tốc
lớn thì ta phải xét sự bảo toàn động
lượng tương đối tính.

Phản ứng hạt nhân.
Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân:
a. Định luật bảo toàn số nclôn ( số khối A )
b. Định luật bảo toàn điện tích
c. Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần
d. Định luật bảo toàn động lượng :







Viết phương trình đầy đủ của phản ứng hạt nhân do ông bà Giô li Ô – Quy ri thực hiện

Phản ứng hạt nhân.
Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
Năng lượng trong phản ứng hạt nhân
Xét phản ứng hạt nhân
Tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước và sau tương tác là m0 = mA + mA. và m = mC + mD
a.. Nếu m < m0
Khi đó E < E0: phản ứng tỏa năng lượng dưới dạng động năng của các hạt C và D hoặc năng lượng của phôton (ĐLBTNL )

W = ( m0 - m ) c2

Vậy : Một phản ứng sinh ra các hạt có độ hụt khối lớn hơn các hạt ban đầu ( hay tổng khối lượng bé hơn các hạt ban đầu) nghĩa là bền vững hơn là phản ứng tỏa năng lượng.

So sánh năng lượng nghỉ của hệ trước và sau tương tác. Theo ĐLBTNL ta rút ra được nhận xét gì?
b. Nếu m > m0
Khì đó E > E0 : muốn có phản ứng ta phải cung cấp cho các A và B một năng lượng

W = ( m0 – m ) c2 + Wđ

Vậy một pnản ứng hạt nhân sinh ra các hạt có tổng khôi lượng lớn hơn các hạt ban đầu nghĩa là kém bền vững hơn là phản ứng thu năng lượng.
So sánh năng nghỉ của hệ trước và sau tương tác, ta rút ra được nhận xét gì?



Phản ứng hạt nhân.
Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân
Năng lượng trong phản ứng hạt nhân
Hai loại phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng:
a. Phản ứng nhiệt hạch:
Sự kết hợp hai hạt nhân rất nhẹ thành hạt nhân
nặng hơn.
b. Phản ứng phân hạch :
Hiện tượng một hạt nhân nặng hấp thu một nơtron
vỡ thành hai hạt nhân trung bình.

* Củng cố : Câu hỏi trắc nghiệm
1/ Chọn câu sai:
A. Sự hụt khối của các hạt nhân kéo theo sự không
bảo toàn khối lượng trong phản ứng hạt nhân.
B. Một phản ứng trong đó các hạt nhân sinh ra có tổng
khối lượng bé hơn các hạt nhân là phản ứng tỏa
năng lượng.
C. Một phản ứng trong đó các hạt nhân sinh ra có
tổng khối lượng lớn hơn các hạt nhân ban đầu là
phản ứng thu năng lượng.
D. Trong phản ứng tỏa năng lượng khối lượng bị hụt đi
đã biến thành năng lượng tỏa ra
W = ( m0 – m ) c2
2 Cho biết hạt nhân X trong phản ứng hạt nhân sau:

A.Prôton
B.Nơtron.
C.
D.