Lý thuyết về năng lượng liên kết của hạt nhân và phản ứng hạt nhân đầy đủ chi tiết nhất

Huỳnh Sơn Tháng Một 18, 2022

Xin chào các bạn, hôm nay HocThatGioi sẽ trình bày chi tiết về Lý thuyết về năng lượng liên kết của hạt nhân và phản ứng hạt nhân đầy đủ chi tiết nhất để bạn đọc có thể nắm rõ thế nào là năng lượng liên kết của hạt nhân và phản ứng hạt nhân – hai nội dung vô cùng quan trong trong chương trình Vật Lý 12 thường xuất hiện trong các bài thi THPT qua các năm. Cùng HocThatGioi khám phá ngay bên dưới nhé!

1. Lực hạt nhân

Các nuclôn trong hạt nhân hút nhau bằng các lực rất mạnh gọi là lực hạt nhân.
Lực hạt nhân không có cùng bản chất với lực tĩnh điện hay lực hấp dẫn. Lực hạt nhân lớn hơn rất nhiều so với các loại lực khác nên gọi là lực tương tác mạnh. Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân.

2. Năng lượng liên kết của hạt nhân

a) Độ hụt khối

Khối lượng của một hạt nhân luôn luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclôn tạo thành hạt nhân đó.
Độ chênh lệch khối lượng đó gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu $\Delta m$

Công thức độ hụt khối:

\Delta m = Zm_p + (A-Z)m_n – m_X

Trong đó:

m_p

là khối lượng proton.

m_n

là khối lượng notron.

m_X

là khối lượng hạt nhân

{^A_Z X}

b) Năng lượng liên kết

Năng lượng liên kết của một hạt nhân là năng lượng tối thiểu cần thiết phải cung cấp để tách các nuclôn; nó được đo bằng tích của độ hụt khối với thừa số $c^2$

Công thức năng lượng liên kết của hạt nhân

W_{lk} = [Zm_p + (A-Z)m_n – m_X]c^2 = \Delta mc^2

Trong đó:

W_{lk}

là năng lượng liên kết

\Delta m

là độ hụt khối

Năng lượng liên kết hạt nhân còn gọi là năng lượng tối thiểu để phá vỡ hạt nhân

c) Năng lượng liên kết riêng

Mức độ bền vững của một hạt nhân tùy thuộc vào năng lượng liên kết riêng, để so sánh tính bền vững của hạt nhân ta dựa vào Năng Lượng liên kết riêng ⇒ Hạt nhân có Năng Lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững (các hạt nhân có 50 < A < 80 gọi là các hạt nhân trung bình ⇒ rất bền vững)
Năng lượng liên kết riêng của mỗi hạt nhân là năng lượng tính cho từng nuclôn trong hạt nhân

Công thức tính năng lượng liên kết riêng:

W_{lkr} = \frac {W_{lk}}{A}

Trong đó:

W_{lkr}

là năng lượng liên kết riêng

W_{lk}

là năng lượng liên kết

A

là số khối

=> Xem thêm Lý thuyết và bài tập về Tính chất và cấu tạo của hạt nhân – Bài 35 Vật lý 12

2. Phản ứng hạt nhân

a) Định nghĩa và đặc tính

Định nghĩa: Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của các hạt nhân

Được chia thành hai loại:

Phản ứng hạt nhân tự phát: Là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác
Phản ứng hạt nhân kích thích: Quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác.

Đặc tính:

Biến đổi các hạt nhân.
Biến đổi các nguyên tố.
Không bảo toàn khối lượng nghỉ.

b) Các định luật bảo toàn trong một phản ứng hạt nhân

Bảo toàn điện tích.
Bảo toàn số nuclôn (bảo toàn số A).
Bảo toàn năng lượng toàn phần.
Bảo toàn động lượng.

c) Năng lượng tỏa ra hay thu vào của phản ứng hạt nhân

Phản ứng hạt nhân có thể tỏa hay thu năng lượng:

Công thức tính năng lượng của phản ứng hạt nhân:

W = (m_{trước} – m_{sau})c^2 \neq 0

Trong đó:
W là năng lượng của phản ứng hạt nhân

Nếu W > 0 thì phản ứng tỏa năng lượng.
Nếu W < 0 thì phản ứng thu năng lượng.

Trên đây là toàn bộ bài viết chi tiết về Lý thuyết về năng lượng liên kết của hạt nhân và phản ứng hạt nhân đầy đủ chi tiết nhất mà HocThatGioi đã gửi đến các bạn. HocThatGioi hy vọng bài viết sẽ đem lại nhiều kiến thức cho bạn đọc. Hãy chia sẽ cho bạn bè nếu thấy bài viết hay nhé! Chúc các bạn học tốt!