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

BÀI 36
NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN

I . Lực hạt nhân
II . Năng lượng liên kết của hạt nhân
1. Độ hụt khối
2. Năng lượng liên kết
3. Năng lượng liên kết riêng

III . Phản ứng hạt nhân
1. Định nghĩa và đặc tính
2. Các định luật bảo toàn
3. Năng lượng phản ứng hạt nhân

BÀI 36
NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
Bài 36
NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN
PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
I . Lực hạt nhân
Lực nào ràng buộc các nuclon lại với nhau?
Các nuclon trong hạt nhân hút nhau bằng một lực rất mạnh tạo nên hạt nhân bền vững. Đó là lực hạt nhân
Bản chất lực hạt nhân là gì?
Lực hạt nhân không phải là lực hấp dẫn, không phải là lực tĩnh điện; nó là loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclon gọi là lực tương tác mạnh.
Lực hạt nhân gây tác dụng trong phạm vi nào?
Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân, nếu khoảng cách giữa các nuclon lớn hơn kích thước hạt nhân (10-15m) thì lực hạt nhân giảm nhanh xuống bằng 0
II. Năng lượng liên kết của hạt nhân
- Khối lượng của hạt nhân Hêli là: mHe= 4,00150u
Hạt nhân Hêli
1. Độ hụt khối:
có 2 proton và 2 nơtron
Tổng khối lượng của các nuclon (2proton+2 nơtron) là:
2mp+2mn = 2.1,00728+2.1,00866 = 4,03188u
So sánh mHe và 2mp+2mn?
2mp+2mn>mHe
Tổng quát:
m = Zmp+ (A-Z)mn- mX
Độ chênh lệch giữa hai khối lượng đó được gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu m.
Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclon tạo thành hạt nhân đó
m = Zmp+ (A-Z)mn- mX
Độ hụt khối của hạt nhân
II. Năng lượng liên kết của hạt nhân
1. Độ hụt khối:
Khối lượng hao hụt đi đâu??????????????
WLK = (2mp+ 2mn)c2- mHe.c2
II. Năng lượng liên kết của hạt nhân
2. Năng lượng liên kết
Trạng thái 1
Trạng thái 2
WLK
WLK gọi là năng lượng liên kết
của hạt nhân Hêli
Tổng quát,
năng lượng liên kết của hạt nhân X là:
WLK= {Zmp+ (A-Z)mn}c2- mX.c2
Z là số proton, (A-Z) là số nơtron
Hay: WLK= m.c2
WLK = m.c2
II. Năng lượng liên kết của hạt nhân
2. Năng lượng liên kết
Ví dụ, năng lượng liên kết của hạt nhân Hêli:
WLK = (2mp+ 2mn- mHe).c2
WLK = (4,03188 – 4,00150)uc2
WLK = 0,03038.931,5MeV
WLK = 28,30MeV
II. Năng lượng liên kết của hạt nhân
3. Năng lượng liên kết riêng
Năng lượng liên kết riêng là thương số giữa năng lượng liên kết và số nuclon A
Năng lượng liên kết đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân
Các hạt nhân bền vững có
Đó là các hạt nhân có: 50 < A < 95
III. Phản ứng hạt nhân
1. Định nghĩa và đặc tính
Phản ứng hạt nhân là quá trình tương tác giữa các hạt nhân và biến đổi thành các hạt nhân khác. Có hai loại:
a) Phản ứng hạt nhân tự phát
b) Phản ứng hạt nhân kích thích
III. Phản ứng hạt nhân
1. Định nghĩa và đặc tính
Biến đổi các phân tử
Biến đổi các hạt nhân
Bảo toàn các nguyên tử
Biến đổi các nguyên tố
Không bảo toàn
khối lượng nghỉ
Bảo toàn
khối lượng nghỉ
III. Phản ứng hạt nhân
2. Các định luật bảo toàn trong PƯHN
1. Bảo toàn điện tích.
2. Bảo toàn số nuclon (bảo toàn số A)
3. Bảo toàn năng lượng toàn phần
4. Bảo toàn động lượng
Z1+Z2=Z3+Z4
A1 + A2 = A3 + A4
Chú ý: Trong phản ứng hạt nhân, số nơtron không bảo toàn, khối lượng không bảo toàn
II. Năng lượng liên kết của hạt nhân
2. Các định luật bảo toàn trong PƯHN
1. Bảo toàn điện tích.
2. Bảo toàn số nuclon (bảo toàn số A)
3. Bảo toàn năng lượng toàn phần
4. Bảo toàn động lượng
2 +7 = 8+1
4 + 14 = 17 + 1
Chú ý: Trong phản ứng hạt nhân, số nơtron không bảo toàn, khối lượng không bảo toàn
Ví dụ:
3. Năng lượng phản ứng hạt nhân
W tỏa = W = (mtrước – msau)c2
Gọi: mtrước và msau lần lượt là tổng khối lượng của các hạt nhân trước và sau phản ứng.
+ Nếu mtrước > msau thì phản ứng tỏa năng lượng:
+ Nếu mtrước < msau thì phản ứng thu năng lượng:
W thu = | W |= - W
Phản ứng hạt nhân tỏa nhiệt


Mỗi hạt nhân U235 phân rã tỏa năng lượng 200MeV
Năng lượng hũy diệt của bom nguyên tử là
năng lượng phản ứng hạt nhân
Năng lượng phản ứng hạt nhân
từ nhà máy điện nguyên tử
Mặt Trời – nguồn năng lượng hạt nhân vô tận.