Tài liệu Bài giảng bài năng lượng liên kết của hạt nhân và phản ứng hạt nhân vật lý 12 (5)

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 NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Bài 36 I . Lực hạt nhân Lực hạt nhân không Lực nhân trong chỉ phát Các hạt nuclon phải là lực hấp dẫn, huy tác dụng trong hạt nhân hút nhau không phải là lực phạm vi kích thước bằng một lực rất hạt tĩnhnhân, điện;nếu nókhoảng là loại mạnh tạo nên hạt cách giữatruyền các nuclon lực mới nhân bền vững. lớn hơntác kíchgiữa thước tương các Đó là lực(10 hạt nhân -15m) hạt nhân thì nuclon gọi là lực lực hạt nhân giảm tương tác mạnh. nhanh xuống bằng 0 Lực Lực nào nhân ràng Bảnhạt chất lực gây hạt tác buộc dụng các trong nuclon nhân là gì? phạm lại vớivinhau? nào? II. Năng lượng liên kết của hạt nhân 1. Độ hụt khối: Hạt nhân Hêli Tổng quát: có 2 proton và 2 nơtron 4 22mpe+2mn>mHe H Khối lượng của một hạt nhân nhỏ - Khối lượng của hạt nhân Hêli là:luôn So sánh m và He m = Zm + (A-Z)m m hơn tổng khối lượng của các nuclon p n X tạo mHe= 4,00150u 2mp+2mn? thành hạtlượng nhâncủa đó các nuclon (2proton+2 - Tổng khối Độ chênh nơtron) là: lệch giữa hai khối lượng đó được gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí 2mp+2mn = 2.1,00728+2.1,00866 = 4,03188u hiệu m. II. Năng lượng liên kết của hạt nhân 1. Độ hụt khối: Độ hụt khối của hạt nhân m = Zmp+ (A-Z)mn- mX Khối lượng hao hụt đi đâu?????????????? II. Năng lượng liên kết của hạt nhân 2. Năng lượng liên kết 4A 2Z HXe WLK Tổng quát, Trạng thái 2 Trạng thái 1 năng lượng liên kết của hạt nhân X là: 2- m c22 2 WLK = {Zm + (A-Z)m }c WLK = (2m p p+ 2mn)c n - mHe. X. 2 W gọi là năng lượng liên kết Hay: W LK LK= m.c của hạt(A-Z) nhân Hêli Z là số proton, là số nơtron II. Năng lượng liên kết của hạt nhân 2. Năng lượng liên kết Ví dụ, năng lượng liên kết của hạt nhân Hêli: 2 WLK = m.c WLK = (2mp+ 4 2 He 2 2mn- mHe).c 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 WLK A Năng lượng liên kết đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân Các hạt nhân bền vững có WLK  8,8MeV/nuclon A 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 Phản ứng hóa học Phản ứng hạt nhân Biến đổi các phân tử Biến đổi các hạt nhân Bảo toàn các nguyên tử Biến đổi các nguyên tố Bảo toàn khối lượng nghỉ Không bảo toàn khối lượng nghỉ III. Phản ứng hạt nhân 2. Các định luật bảo toàn trong PƯHN 1. Bảo toàn điện tích. A1 Z1 A  B C D A2 Z2 A3 Z3 A4 Z4 2. Bảo toàn số nuclon (bảo toàn số A) Z1+Z2=Z3+Z4 3. Bảo toàn năng lượng toàn phần A1 + A2 = A3 + A4 4. Bảo toàn động lượng 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 Ví dụ: 1. Bảo toàn điện tích. 2. Bảo toàn số nuclon (bảo toàn số A) 3. Bảo toàn năng lượng toàn phần 4 2 He  N O H 14 7 17 8 1 1 2 +7 = 8+1 4 + 14 = 17 + 1 4. Bảo toàn động lượng Chú ý: Trong phản ứng hạt nhân, số nơtron không bảo toàn, khối lượng không bảo toàn 3. Năng lượng phản ứng hạt nhân 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: W tỏa = W = (mtrước – msau)c2 + 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.