Bài 2: Độ Hụt Khối – Năng Lượng Liên Kết

Chào các em! Hôm nay mình qua Bài 2: Độ hụt khối năng lượng liên kết của chương hạt nhân. Ở bài đầu tiên mình đã xét tính chất và cấu tạo của hạt nhân, đơn vị như thế nào, năng lượng, khối lượng có liên hệ như thế nào, rồi nói về lực hạt nhân. Hôm nay mình xét độ hụt khối và năng lượng liên kết đây là vấn đề quan trọng của hạt nhân.

I. Độ hụt khối:

Xét hạt nhân: \(_{Z}^{A}\textrm{X}\)

Gọi mp, mn lần lượt là khối lượng của 1 prôtôn và 1 nơtron.

Khối lượng của các prôtôn và nơtron khi chưa liên kết thành hạt nhân X: m0 = Zmp + (A - Z).mn

Khối lượng hạt nhân X: m = mx

⇒ Độ hụt khối: \(\Delta m=m_{0}-m_{X}\)

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

Ví dụ:

II. Năng lượng liên kết:

Là năng lượng tỏa ra khi kết hợp các nuclôn thành hạt nhân

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

Năng lượng liên kết hạt nhân còn gọi là năng lượng tối thiểu để phá vỡ hạt nhân

* Năng lượng liên kết riêng:

Năng lượng liên kết riêng (Wlkr) là năng lượng kiên kết tính cho 1 nuclôn

\(\Rightarrow W_{lkr}=\frac{W_{lk}}{A}=\frac{[Zm_{p}+(A-Z)m_{n}-m_{X}]}{A}\)

Để so sánh tính bền vững của hạt nhân ta dựa vào NL liên kết riêng ⇒ Hạt nhân có NL liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững (các hạt nhân có 50 < A < 80 gọi là các hạt nhân trung bình ⇒ rất bền vững)

Ví dụ 1: Cho mHe = 40015u, mp = 1,0073u, mn = 1,0087u. Tìm năng lượng cần thiết để phá vỡ hạt nhân \(_{2}^{4}\textrm{He}\)? Lấy \(1u=931,5 \ \frac{MeV}{c^2}\)

Giải:

\(W_{lk}=[2.1,0073+2.1,0087-4,0015].uc^2\)

\(= (2.1,0073+2.1,0087-4,0015). 931,5\)

\(\Rightarrow W_{lk}=28,41 \ (MeV)\)

Ví dụ 2: Cho năng lượng liên kết của \(_{2}^{4}\textrm{He}\) và \(_{26}^{56}\textrm{Fe}\) lần lượt là 28,41 MeV và 492 MeV. Hạt nhân nào bền hơn?

Giải:

\(W_{lkr \ (He)}= \frac{28,41}{4}=7,1\) Mev/Nuclôn

\(W_{lkr \ (Fe)}= \frac{492}{56}= 8,8\) Mev/Nuclôn

⇒ Hạt nhân \(_{26}^{56}\textrm{Fe}\) bền hơn \(_{2}^{4}\textrm{He}\)