Sơ lược về hạt nhân nguyên tử

[Bạch Việt]

[PDF]https://server1.vnkienthuc.com/files/3/vatlyhatnha.pdf[/PDF]​

Sưu tầm

* Nếu các bạn không xem bài trực tiếp trên Diễn đàn được, xin vui lòng click vào chữ Download File ở phía trên để tải về máy. Chúc các bạn học tốt!
​

SƠ LƯỢC VỀ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

1. Cấu trúc hạt nhân. Độ hụt khối và năng lƣợng liên kết

Hạt nhân nguyên tử bao gồm các proton và notron gọi chung là các hạt nuclon. Các nuclon này

liên kết bằng lực hạt nhân, là loại lực có cự li tƣơng tác rất nhỏ. Một hạt nhân X có Z proton và N notron thì sẽ có Z = A + N nuclon, sẽ đƣợc kí hiệu là . Z cũng chính là vị trí của nguyên tố tƣơng ứng trong bảng hệ thống tuần hoàn.

Khối lƣợng của các nuclon hay các hạt nhân đƣợc đo bằng đơn vị Cacbon, là khối lƣợng bằng

1/12 khối lƣợng của hạt nhân C12, kí hiệu là u. Khối lƣợng của proton là 1,0073 u, khối lƣợng của notron là 1,0087 u. Đơn vị khối lƣợng u cũng có thể viết là 931 MeV/c[SUP]2[/SUP].

Điều đặc biệt là tổng khối lƣợng m[SUB]0[/SUB] của các nuclon cấu thành bao giờ cũng lớn hơn khối lƣợng m của hạt nhân. Gọi m = m[SUB]0[/SUB] – m là độ hụt khối của hạt nhân. Theo hệ thức năng lƣợng của

Anhxtanh, ta thấy năng lƣợng để giải phóng các nuclon trong hạt nhân thành các nuclon riêng rẽ tối thiểu phải là Năng lƣợng đó gọi là năng lƣợng liên kết của hạt nhân.

2. Phóng xạ.

Sự phóng xạ là hạt nhân phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. Các tia phóng xạ có thể là tia α gồm các hạt nhân hạt Heli, tia β gồm các electron hoặc phản electron hay các tia gamma là các sóng điện từ mạnh.

Bản chất của phóng xạ β[SUP]+[/SUP] là một proton biến thành một notron và một hạt e[SUP]+[/SUP]:

p n + e[SUP]+[/SUP]

Bản chất của phóng xạ β[SUP]-[/SUP] là một notron biến thành một proton và một hạt e[SUP]-[/SUP]:

n p + e[SUP]-[/SUP].

Sự phóng xạ không phụ thuộc vào các điều kiện bên ngoài nhƣ áp suất, nhiệt độ, ánh sáng. Cứ sau một khoảng thời gian T gọi là chu kì bán rã thì số lƣợng hạt nhân phóng xạ giảm đi một nửa. Do dó ta viết:

Từ đó ta cũng có:

m = m[SUB]0[/SUB].e[SUP]-λt[/SUP] = m[SUB]0[/SUB].. n = n[SUB]0[/SUB].e[SUP]-λt[/SUP] = n[SUB]0[/SUB]..

Độ phóng xạ hay hoạt độ phóng xạ là số hạt phóng xạ trong một giây. Một phóng xạ trên giây gọi là một Bec-cơ-ren (Bq), 1 Curi (Ci) là 3,7.10[SUP]10[/SUP] phóng xạ trên giây: 1 Ci = 3,7.10[SUP]10[/SUP] Bq.


Vật lý hạt nhân

Ta cũng có:
H = H[SUB]0[/SUB].e[SUP]-λt[/SUP] = H[SUB]0[/SUB]..

3. Phản ứng hạt nhân

Phản ứng hạt nhân là tƣơng tác của các hạt nhân dẫn đến sự tạo thành các hạt nhân khác.

Trong phản ứng hạt nhân, khối lƣợng có thể thay đổi nhƣng các đại lƣợng sau đây đƣợc bảo toàn:

Tổng số khối của các hạt nhân Tổng điện tích của các hạt nhân Năng lƣợng của các hạt nhân Động lƣợng của các hạt nhân.

4. Phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch

Phản ứng phân hạch là sự hấp thụ notron của một hạt nhân số khối lớn rồi vỡ thành hai hạt nhân trung bình. Phản ứng này thƣờng kèm theo sự phóng ra các notron khác.

Tùy theo hệ số nhân notron (số notron phát ra trong mỗi phản ứng) và kết cấu của mẫu chất mà phản ứng đƣợc duy trì hay không.

Phản ứng nhiệt hạch là sự kết hợp giữa các hạt nhân nhẹ dƣới tác dụng của nhiệt độ cao thành các hạt nhân lớn hơn. Nhiệt độ cho phản ứng này xảy ra là hàng triệu độ. Do đó, để phản ứng nhiệt hạch xảy ra, trƣớc đó cần có một phản ứng phân hạch