năng lượng liên kết của hạt nhân. Phản ứng hạt nhân

1. Lực hạt nhân

- Các nuclôn trong hạt nhân hút nhau bằng các lực rất mạnh tạo nên hạt nhân bền vững. Các lực đó gọi là lực hạt nhân

- Lực hạt nhân không phải lực tĩnh điện vì lực hạt nhân là lực hút giữa hai prôtôn, giữa hai nơtron và giữa một prôtôn và một nơtron. Lực hạt nhân không phụ thuộc vào điện tích

- Lực hạt nhân không có cùng bản chất với lực tính điện hay lực hấp dẫn, nó là một loại lực mới truyền tương tác giữa các nuclôn trong hạt nhân. Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi hạt nhân.

2. Năng lượng liên kết của hạt nhân

2.1 Độ hụt khối

- Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các  nuclôn tạo thành hạt nhân đó

- Độ chênh lệch giữa hai khối lượng đó gọi là độ hụt khối của hạt nhân, kí hiệu là \(\triangle m\)

 \(\triangle m = Zm_{p} + (A-Z)m_{n} -m_{X}\)

2.2 Năng lượng liên kết

- Đối với hạt nhân \(_Z^AX\), năng lượng liên kết là 

\(W_{lk} =[ Zm_{p} + (A-Z)m_{n} -m_{X}]c^2= \triangle mc^2\)

- Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích của độ hụt khối của hạt nhân với thừa số \(c^2\)

2.3 Năng lượng liên kết riêng

- Mức độ bền vững của một hạt nhân không những phụ thuộc vào năng lượng liên kết mà còn phụ thuộc vào số nuclôn của hạt nhân đó. Vì vậy người ta định nghĩa năng lượng liên kết riêng là thương giữa năng lượng liên kết \(W_{lk}\)và số nuclôn A, ký hiệu là \(\frac{W_{lk}}{A}\). Đại lượng này đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân.

3. Phản ứng hạt nhân

3.1 Định nghĩa và đặc tính

- Các hạt nhân có thể tương tác với nhau và biến thành những hạt nhân khác. Những quá trình đó được gọi là phản ứng hạt nhân.

- Phản ứng hạt nhân tự phát: 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

3.2 Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân

- Bảo toàn điện tích

- Bảo toàn số nuclôn

- Bảo toàn năng lượng toàn phần

- Bảo toàn động lượng

3.3 Năng lượng tỏa ra hay thu vào trong phản ứng hạt nhân

- Do tính chất không bảo toàn khối lượng nghỉ nhưng lại bảo toàn năng lượng toàn phần của hệ trong phản ứng hạt nhân, nên các phản ứng hạt nhân có thể tỏa ra năng lượng hoặc thu năng lượng tùy theo quan hệ so sánh tổng khối lượng trước (\(m_{trước}\)) và tổng khối lượng sau (\(m_{sau}\)) phản ứng

- Nếu \(m_{trước}\)  > \(m_{sau}\)  thì phản ứng tỏa năng lượng, năng lượng tỏa ra được tính bởi

 \(W_{tỏa}= W= (m_{trước}-m_{sau})c^2\)

- Nếu \(m_{trước}\) <\(m_{sau}\) thì \(W<0\) nghĩa là phản ứng thu năng lượng

\(W_{thu}=|W|=-W\)  điều này có nghĩa là muốn thực hiện phản ứng hạt nhân thu năng lượng thì phải cung cấp cho hệ một năng lượng đủ lớn