Bài 4: Phản ứng hạt nhân

Qua bài này, các em sẽ được làm quen với các kiến thức liên quan đến Phản ứng hạt nhân cùng với các bài tập liên quan theo nhiều cấp độ từ dễ đến khó…, các em cần phải nắm được : 

• Nêu được phản ứng hạt nhân tự phát – phản ứng hạt nhân kích thích

• Giải quyết 1 số bài tập đơn giản .

Chào các em! Hôm nay mình qua bài 4 bài kế cuối của chuyên đề 7 đó là bài Phản ứng hạt nhân. Bữa trước mình học bài sự phóng xạ rồi, phóng xạ là gì mình biết rồi vậy hôm nay xem xem phản ứng hạt nhân thực ra nó bao gồm luôn cả sự phóng xạ.

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: A₁ + A₂ = A₃ + A₄

+ ĐLBT điện tích: Z₁ + Z₂ = Z₃ + Z₄

+ 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 ⇒ P² = m² + v² = 2.m.\(\frac{1}{2}\)mv²

k = \(\frac{1}{2}\)mv²

⇒ P² = 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