1. Định nghĩa:
Mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân gọi là phản ứng hạt nhân.
Gồm 2 loại:
+ Phản ứng hạt nhân tự phát: sự phóng xạ
+ Phản ứng hạt nhân kích thích: phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch
2. Các định luật bảo toàn của phản ứng hạt nhân:
Xét phản ứng:
\(_{Z_{1}}^{A_{1}}\textrm{A} + _{Z_{2}}^{A_{2}}\textrm{B} \rightarrow _{Z_{3}}^{A_{3}}\textrm{C} + _{Z_{4}}^{A_{4}}\textrm{D}\)
+ ĐLBT số khối: A$_{1}$ + A$_{2}$ = A$_{3}$ + A$_{4}$
+ ĐLBT điện tích: Z$_{1}$ + Z$_{2}$ = Z$_{3}$ + Z$_{4}$
+ ĐLBT động lượng: \(\overrightarrow{P_{A}} + \overrightarrow{P_{B}} = \overrightarrow{P_{C}} + \overrightarrow{P_{D}}\)
+ ĐLBT Năng lượng toàn phần: K$_{A}$ + K$_{B}$ + \(\Delta E\) = K$_{C}$ + K$_{D}$
Với: P = m.v ⇒ P$^{2}$ = m$^{2}$ + v$^{2}$ = 2.m.\(\frac{1}{2}\)mv$^{2}$
k = \(\frac{1}{2}\)mv$^{2}$
⇒ P$^{2}$ = 2mk
* Năng lượng của phản ứng hạt nhân:
\(\\ . \ \Delta E = (m_{A}+m_{B}-m_{C}-m_{D}).c^2 \\ \\ . \ \Delta E = (\Delta m_{C} + \Delta m_{D} - \Delta m_{A} - \Delta m_{B}).c^2 \\ \\ . \ \Delta E= W_{lk(C)} + W_{lk(D)} - W_{lk(A)} - W_{lk(B)}\)
+ Nếu \(\Delta E > 0\) phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
⇒ Các hạt tạo thành (C, D) bền hơn các hạt tham gia phản ứng (A, B)
+ Nếu \(\Delta E > 0\) phản ứng hạt nhân thu năng lượng
⇒ Các hạt (C, D) kém bền hơn các hạt tham gia phản ứng (A, B)
* Phương pháp giải bài tập:
* Sự phóng xạ: X → C + Y
Ta có: \(\left\{\begin{matrix} \overrightarrow{P_{X}}= \overrightarrow{P_{C}}+ \overrightarrow{P_{Y}} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \\ \\ \Delta E=(m_{X}- m_{C}-m_{Y}).c^2 \\ \\ k_{X}+ \Delta E= k_{C}+k_{Y} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \end{matrix}\right.\)
Thường xét hạt X đứng yên ⇒ P$_{X}$ = 0; k$_{X}$ = 0
\(\Rightarrow \left\{\begin{matrix} \overrightarrow{P_{C}} + \overrightarrow{P_{Y}}=\overrightarrow{0} \Rightarrow P_{C}=P_{Y}\Rightarrow m_{C}k_{C}=m_{Y}k_{Y} \ \ (1) \\ \\ \Delta E=k_{C}+k_{T} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (2) \end{matrix}\right.\)
Từ (1), (2) ⇒ kết quả
* Phản ứng hạt nhân: A + B → C + D (v$_{B}$ = 0)
Ta có: \(\left\{\begin{matrix} \overrightarrow{P_{A}} =\overrightarrow{P_{C}}+\overrightarrow{P_{D}} \ \ \ \ \ \ \ \ \\ \\ k_{A}+\Delta E=k_{C}+k_{D} \end{matrix}\right.\)
Từ hình vẽ ⇒ \(P_{A}^{2} = P_{C}^{2} +P_{D}^{2} +2 P_{C} .P_{D}\ cos \ \alpha \ (4)\)
Từ (3) và (4) ⇒ kết quả
Mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân gọi là phản ứng hạt nhân.
Gồm 2 loại:
+ Phản ứng hạt nhân tự phát: sự phóng xạ
+ Phản ứng hạt nhân kích thích: phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch
2. Các định luật bảo toàn của phản ứng hạt nhân:
Xét phản ứng:
\(_{Z_{1}}^{A_{1}}\textrm{A} + _{Z_{2}}^{A_{2}}\textrm{B} \rightarrow _{Z_{3}}^{A_{3}}\textrm{C} + _{Z_{4}}^{A_{4}}\textrm{D}\)
+ ĐLBT số khối: A$_{1}$ + A$_{2}$ = A$_{3}$ + A$_{4}$
+ ĐLBT điện tích: Z$_{1}$ + Z$_{2}$ = Z$_{3}$ + Z$_{4}$
+ ĐLBT động lượng: \(\overrightarrow{P_{A}} + \overrightarrow{P_{B}} = \overrightarrow{P_{C}} + \overrightarrow{P_{D}}\)
+ ĐLBT Năng lượng toàn phần: K$_{A}$ + K$_{B}$ + \(\Delta E\) = K$_{C}$ + K$_{D}$
Với: P = m.v ⇒ P$^{2}$ = m$^{2}$ + v$^{2}$ = 2.m.\(\frac{1}{2}\)mv$^{2}$
k = \(\frac{1}{2}\)mv$^{2}$
⇒ P$^{2}$ = 2mk
* Năng lượng của phản ứng hạt nhân:
\(\\ . \ \Delta E = (m_{A}+m_{B}-m_{C}-m_{D}).c^2 \\ \\ . \ \Delta E = (\Delta m_{C} + \Delta m_{D} - \Delta m_{A} - \Delta m_{B}).c^2 \\ \\ . \ \Delta E= W_{lk(C)} + W_{lk(D)} - W_{lk(A)} - W_{lk(B)}\)
+ Nếu \(\Delta E > 0\) phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng
⇒ Các hạt tạo thành (C, D) bền hơn các hạt tham gia phản ứng (A, B)
+ Nếu \(\Delta E > 0\) phản ứng hạt nhân thu năng lượng
⇒ Các hạt (C, D) kém bền hơn các hạt tham gia phản ứng (A, B)
* Phương pháp giải bài tập:
* Sự phóng xạ: X → C + Y
Ta có: \(\left\{\begin{matrix} \overrightarrow{P_{X}}= \overrightarrow{P_{C}}+ \overrightarrow{P_{Y}} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \\ \\ \Delta E=(m_{X}- m_{C}-m_{Y}).c^2 \\ \\ k_{X}+ \Delta E= k_{C}+k_{Y} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \end{matrix}\right.\)
Thường xét hạt X đứng yên ⇒ P$_{X}$ = 0; k$_{X}$ = 0
\(\Rightarrow \left\{\begin{matrix} \overrightarrow{P_{C}} + \overrightarrow{P_{Y}}=\overrightarrow{0} \Rightarrow P_{C}=P_{Y}\Rightarrow m_{C}k_{C}=m_{Y}k_{Y} \ \ (1) \\ \\ \Delta E=k_{C}+k_{T} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ (2) \end{matrix}\right.\)
Từ (1), (2) ⇒ kết quả
* Phản ứng hạt nhân: A + B → C + D (v$_{B}$ = 0)
Ta có: \(\left\{\begin{matrix} \overrightarrow{P_{A}} =\overrightarrow{P_{C}}+\overrightarrow{P_{D}} \ \ \ \ \ \ \ \ \\ \\ k_{A}+\Delta E=k_{C}+k_{D} \end{matrix}\right.\)
Từ hình vẽ ⇒ \(P_{A}^{2} = P_{C}^{2} +P_{D}^{2} +2 P_{C} .P_{D}\ cos \ \alpha \ (4)\)
Từ (3) và (4) ⇒ kết quả
Sửa lần cuối: