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

BÀI CŨ
1. Hạt nhân AZX gồm có
Z nơtron và A proton
B. Z nơtron và (A – Z) proton
C. Z proton và (A – Z) nơtron
D. A proton và (Z – A) nơtron
NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT
LỚP 12 BAN CƠ BẢN (KHXH)
NGUYỄN ANH TUẤN
THPT TRẦN VĂN ƠN
CHÂU THÀNH BẾN TRE
2. Chọn câu đúng. Số nuclon trong
23592U là:
92 nuclon
B. 235 nuclon
C. 235 – 92 = 143 nuclon
D. Tất cả các số liệu trên đều sai
3. Chọn câu đúng: Số proton và số
nơtron trong hạt nhân 2713Al là:
27 proton và 13 nơtron
B. 13 proton và 27 nơtron
C. 13 proton và 14 nơtron
D. 27 proton và 27 – 13 = 14 nơtron
4. Các hạt nhân đồng vị là các hạt
nhân có:
Cùng số nơtron và cùng số proton
B. Cùng số proton và khác số nơtron
C. Cùng số proton và khác số khối A
D. Câu B và C đều đúng
5. Đơn vị khối lượng nguyên tử là:
A. 1 u = 931,5 MeV/c2
B. 1/12 khối lượng của 1 hạt nhân đồng vị 126C
C. 1 u = 1,99055.10 – 27 kg
D. Cả A, B, C đều đúng.
6. Năng lượng của một vật có khối lượng
m theo công thức Anhstanh là:
Wđ = ½ mv2
B. E = m.c2
C. W = Wđ + Wt
D. Cả ba câu trên đều đúng.
7. Năng lượng của một đơn vị khối
lượng nguyên tử là:
E = u.c2 = 931,5 MeV
B. E = 931,5 MeV/c2
C. E = ½ u.c2
D. Cả ba câu trên đều sai
8. Theo Anhstanh, một vật có khối
lượng nghĩ m0, khi chuyển động với
vận tốc v thì khối lượng vật sẽ:
Tăng lên
B. Giảm xuống
C. Không đổi
D. Cả 3 câu trên đều sai
Do cơ chế nào các nuclôn liên kết với nhau
tạo thành hạt nhân bền vững ?
Các hạt nhân có thể biến đổi thành hạt
nhân khác hay không ?
Người ta có thể biến đổi đá thành vàng hay
không ?
NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN-PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
I. LỰC HẠT NHÂN
II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT 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 trong phản ứng hạt
nhân
3. Năng lượng phản ứng hạt nhân
NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN-PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
I. LỰC HẠT NHÂN
II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN
1. Độ hụt khối
2. Năng lượng liên kết
3. Năng lượng liên kết riêng
I. LỰC HẠT NHÂN
Trong hạt nhân có những Proton mang
điện tích cùng dấu, ví dụ hạt nhân 42He
có 2 proton, mỗi hạt mang điện tích +e và 2
nơtron không mang điện.
Các điện tích cùng dấu hút hay đẩy nhau
Các điện tích cùng dấu đẩy nhau ?
Cần phải có lực hút mạnh hơn lực Cu
Lông giữ các hạt proton, nơtron lại với
nhau
Lực hút giữ các nuclon lại là lực gì ?
Lực hạt nhân rất mạnh giữ các nuclon lại
tạo nên hạt nhân bền vững.
Lực hạt nhân có phải là lực Cu Lông không ?
Vì sao ?
Lực hạt nhân không phải là lực Cu Lông
vì lực hạt nhân chỉ là lực hút, còn lực Cu
Lông có thể là lực hút hay lực đẩy
Lực hạt nhân có phải là lực hấp dẫn không ? Vì
sao ?
Lực hạt nhân không phải lực hấp dẫn vì
nó lớn hơn lực hấp dẫn rất nhiều
Vậy: lực hạt nhân không phải là lực Cu
Lông hay lực hấp dẫn
Nó là một loại lực mới truyền tương tác
giữa các nuclon trong hạt nhân
Đặc điểm của lực hạt nhân
Nếu 2 proton hoặc 2 nuclon ở cách nhau
1 khoảng lớn hơn kích thước hạt nhân
Kích thước hạt nhân
Lực hạt nhân có tác dụng hay không ?
Đặc điểm của lực hạt nhân
Lực hạt nhân không tác dụng,
Lực Cu Lông đẩy các hạt ra xa
Kích thước hạt nhân
Đặc điểm của lực hạt nhân
Nếu 2 proton hoặc 2 nuclon ở cách nhau
khoảng cỡ kích thước hạt nhân
Kích thước hạt nhân
Lực hạt nhân có tác dụng hay không ?
Đặc điểm của lực hạt nhân
Lực hạt nhân phát huy tác dụng, lực hút
lớn hơn lực đẩy, lực hạt nhân hút các
nuclon lại và liên kết thành hạt nhân
Kích thước hạt nhân
Nếu khoảng cách giữa các nuclon lớn hơn
kích thước hạt nhân (1,2.10 – 15 m) thì lực hạt
nhân giảm nhanh xuống bằng 0.
Kết luận: Lực hạt nhân
là lực hút giữa các nuclon gọi (còn gọi là
tương tác mạnh hay tương tác hạt nhân)
- không cùng bản chất với lực tĩnh điện
(lực Cu Lông) hay lực hấp dẫn
chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích
thước hạt nhân
II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN
1. Độ hụt khối:
Xét hạt nhân 42He:
Hỏi hạt nhân 42He có bao nhiêu proton, bao
nhiêu nơtron ?
Trả lời: có 2 proton và 2 nơtron
Biết mp = 1,00728.u ; mn = 1,00866.u
Tìm tổng khối lượng các proton và nơ tron
 2 mp = 2.1,00728.u = 2,01456.u
 2 mn = 2.1.00866.u = 2,01723.u

Tổng khối lượng các nuclon trước khi tạo thành hạt
nhân là:
m0 = 2 mp + 2 mn = (2,01456 + 2,01723).u
m0 = 4,03188.u (khối lượng các nuclon khi chúng
chưa tạo thành hạt nhân)
Sau khi các nuclon kết hợp lại thành hạt nhân 42He
có khối lượng: mhn = 4,0015.u (khối lượng hạt nhân
tạo thành)
So sánh m0 và mhn ?
m0 > mhn
Khối lượng hạt nhân luôn luôn nhỏ hơn tổng khối
lượng các hạt nuclon tạo thành hạt nhân đó
Hiệu m = (m0 – mhn) là độ hụt khối.
Xét hạt nhân AZX có Z proton và (A – Z)
nơtron.
Tổng khối lượng các nuclon khi chưa tạo
thành hạt nhân có giá trị ?
Trả lời: m0 = Z.mp + (A – Z).mn
Khối lượng hạt nhân sinh ra có giá trị ?
Trả lời: mhn = mX
Độ hụt khối bằng: m = m0 – mhn
 m = [Z.mp + (A – Z).mn – mX]
Độ hụt khối của hạt nhân AZX là

m = [Z.mp + (A – Z).mn – mX]
Ví dụ: Tìm độ hụt khối của đồng vị 21H có khối
lượng 2,0135.u .
Cho mp = 1,00728.u; mn = 1,00866.u
21H có 1 proton và 2 – 1 = 1 nơtron

m = [1.1,00728 + (2 – 1).1,00866 – 2,0135].u
= (2,01594 – 2,0135).u
= 0,00244.u
2. Năng lượng liên kết:
Xét hạt nhân 42He:
Trạng thái 1
Trạng thái 2


Năng lượng theo công thức Anhstanh
Trạng thái 1
Trạng thái 2
Wlk là năng lượng cung cấp cho hệ khi chuyển từ
trạng thái 1 sang trạng thái 2
Hay Wlk là năng lượng cung cấp để phá vỡ liên
kết giữa các nuclon trong hạt nhân, tạo thành
các hạt proton và nơtron
Trạng thái 1
Trạng thái 2

Ngược lại khi chuyển từ trạng thái 2 sang trạng
thái 1 ta có:
Wlk là năng lượng tỏa ra khi các proton và
nơtron liên kết lại thành hạt nhân
Vậy ta gọi Wlk là năng lượng
liên kết hạt nhân
3. Năng lượng liên kết riêng:
là năng lượng liên kết cho 1 nuclon

Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho độ
bền vững của hạt nhân.
Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng
lớn càng bền vững.
Các hạt nhân bền vững có số khối A cỡ
50 < A < 95
Lưu ý: năng lượng liên kết tĩnh điện của
electron với hạt nhân cỡ 20 eV 1000 eV
Còn năng lượng liên kết riêng cỡ MeV chứng
tỏ tương tác hạt nhân mạnh hơn tương tác
tĩnh điện nhiều lần.
đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt
nhân
CÂU HỎI ÔN TẬP
1. Nêu kết luận về lực hạt nhân
A. Lực hạt nhân không cùng bản chất với
lực Cu Lông (lực tĩnh điện), hay lực hấp
dẫn
B. Nó là một loại lực mới truyền tương
tác giữa các hạt nhân
C. Nó chỉ phát huy tác dụng trong phạm
vi kích thước hạt nhân
D. Cả ba câu trên đều đúng
2. Độ hụt khối của hạt nhân là:
A. Sự giảm khối lượng của hạt nhân
B. Sự hao hụt khối lượng theo thời gian
C. hiệu m0 – mhn (m0 là tổng khối lượng các
proton và nơtron khi chưa tạo thành liên kết và
m là khối lượng hạt nhân tạo thành)
D. hiệu mhn – m0 (m0 là tổng khối lượng các
proton và nơtron khi chưa tạo thành liên kết và
m là khối lượng hạt nhân tạo thành)
3. Công thức độ hụt khối của hạt
nhân AzX là:

4. Cho mp; mn; mH là khối lượng của
proton, nơtron, hạt nhân 31H. Công
thức độ hụt khối của hạt nhân 31H là:
5. Chọn câu phù hợp nhất. Năng
lượng liên kết của một hạt nhân là:
A. Năng lượng cần thiết thu vào để phá vỡ liên
kết của 1 hạt nhân
B. Năng lượng tỏa ra khi các proton và nơtron
liên kết lại thành 1 hạt nhân
C. Năng lượng để liên kết các đồng vị với
nhau
D. Câu A và B đúng
6. Năng lượng liên kết riêng là:
A. Năng lượng liên kết của riêng một proton
B. Năng lượng liên kết của riêng một proton
hay nơtron
C. Năng lượng liên kết của riêng một electron
D. Năng lượng liên kết cho 1 nuclon
7. Năng lượng liên kết riêng của hạt
nhân càng lớn thì:
A. hạt nhân càng dễ bị phá vỡ, không bền
vững
B. hạt nhân càng khó bị phá vỡ, rất bền vững
C. hạt nhân vẫn luôn bền vững, không phụ
thuộc vào năng lượng liên kết riêng.
D. Cả A, B, C đều sai.
8. Các hạt nhân bền vững có số
khối:
A. rất lớn
B. rất nhỏ
C. lớn hơn 50 và nhỏ hơn 95
D. Cả A, B, C đều sai
9. Công thức tính năng lượng liên
kết của hạt nhân AZX là:



10. Cho mp = 1,00728.u; mn = 1,00866.u.
mH = 2,0135.u. 1u = 931 MeV/c2
Năng lượng liên kết của hạt nhân 21H là
A. Wlk = 1,64 MeV
B. Wlk = 2,27 MeV
C. Wlk = 6,73 MeV
D. Wlk = 8,65 MeV