PHẢN ỨNG HẠT NHÂN- PHẢN ỨNG HẠT NHÂN LÀ QUÁ TRÌNH CÁC HẠT NHÂN CĨ T...
3. Phản ứng hạt nhân
- Phản ứng hạt nhân là quá trình các hạt nhân cĩ thể tương tác với nhau và biến đổi thành hạt nhân khác.
A
A
A
A
Ví dụ:
1
1
2
2
3
3
4
4
Z
A
Z
B
Z
C
Z
D
- Phản ứng hạt nhân được chia làm 2 loại: phản ứng hạt nhân tự phát và phản ứng hạt nhân kích thích.
+ Phản ứng hạt nhân tự phát: là quá trình tự phân rã của một hạt nhân khơng bền vững thành các hạt nhân
khác.
Ví dụ: quá trình phĩng xạ.
+ Phản ứng hạt nhân kích thích: là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác.
Ví dụ: phản ứng phân hạch, phản ứng nhiệt hạch.
a. Các định luật bảo tồn trong phản ứng hạt nhân:
+ Định luật bảo tồn điện tích (hay nguyên tử số Z):
Tổng điện tích của các hạt trước phản ứng và sau phản ứng bao giờ cũng bằng nhau.
Ví dụ: Dựa vào phản ứng trên, theo định luật bảo tồn điện tích, ta cĩ:
Z
1
+ Z
2
= Z
3
+ Z
4
+ Định luật bảo tồn số nuclơn (hay số khối A):
Tổng số nuclơn của các hạt trước phản ứng và sau phản ứng bao giờ cũng bằng nhau.
Ví dụ: Dựa vào phản ứng trên, theo định luật bảo tồn số khối, ta cĩ:
A
1
+ A
2
= A
3
+ A
4
+ Định luật bảo tồn năng lượng tồn phần:
Năng lượng tồn phần bao gồm năng lượng ở dạng thơng thường (như động năng hay lượng tử năng
lượng) và năng lượng nghỉ.
Tổng năng lượng tồn phần của các hạt trước phản ứng và tổng năng lượng tồn phần của các hạt sau phản ứng
bao giờ cũng bằng nhau.
Ví dụ: Dựa vào phản ứng trên, theo định luật bảo tồn năng lượng tồn phần, ta cĩ:
W
đA
+ E
A
+ W
đB
+ E
B
= W
đC
+ E
C
+ W
đD
+ E
D
1 m v
A A
2
m c
A
2
1 m v
B B
2
m c
B
2
1 m v
C C
2
m c
C
2
1 m v
D D
2
m c
D
2
2 2 2 2
+ Định luật bảo tồn động lượng p mv r r
Tổng véctơ động lượng của các hạt trước phản ứng bằng tổng véctơ động lượng của các hạt sau phản ứng.
Ví dụ: Dựa vào phản ứng trên, theo định luật bảo tồn động lượng, ta cĩ:
p r p r p r p r
A
B
C
D
m v
A A
uur m v
B B
uur m v
C C
uur m v
D D
uur
* Chú ý: Trong phản ứng hạt nhân khơng cĩ định luật bảo tồn khối lượng nghỉ.
b. Năng lượng phản ứng hạt nhân
m
t
= m
A
+ m
B
: là tổng khối lượng của các hạt trước phản ứng.
m
s
= m
C
+ m
D
: là tổng khối lượng của các hạt sau phản ứng.
+ Phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng:
Nếu m
t
m
s
thì phản ứng tỏa năng lượng, năng lượng tỏa ra được xác định:
W
tỏa
= (m
t
– m
s
)c
2
> 0
+ Phản ứng hạt nhân thu năng lượng:
Nếu m
t
m
s
phản ứng khơng thể tự nĩ xảy ra.
W
thu
= (m
t
– m
s
)c
2
< 0 hoặc W
thu
= (m
s
– m
t
)c
2
> 0
Muốn cho phản ứng xảy ra thì phải cung cấp cho các hạt A và B một năng lượng dưới dạng động năng W
đ
. Vì
các hạt sinh ra cĩ động năng nên năng lượng cung cấp cần phải thỏa mãn điều kiện:
W = (m
s
– m
t
)c
2
+ W
đ