Năng lượng liên kết hạt nhân, phản ứng hạt nhân và công thức tính

Năng lượng liên kết hạt nhân là gì? Thế nào gọi là năng lượng phản ứng hạt nhân và công thức tính như thế nào. Những thắc mắc này sẽ được https://giadinhphapluat.vn/ lí giải chi tiết qua bài viết sau đây. Các bạn cùng chia sẻ nhé !

Năng lượng liên kết là khái niệm về một loại năng lượng xuất hiện trong vật lý hạt nhân, cụ thể hơn đó là năng lượng liên kết của hạt nhân.

Theo đó, năng lượng liên kết hạt nhân là nguồn năng lượng tỏa ra tương ứng với độ hụt khối của hạt nhân. Khi một hạt nhân được tạo thành từ các nucleon, cần một năng lượng (W_{lk}) và ngược lại, khi muốn phá vỡ một hạt nhân thành các nucleon cũng cần tốn một năng lượng là (W_{lk}), lượng năng lượng này gọi là năng lượng liên kết của các nucleon trong hạt nhân.

Công thức tính năng lượng liên kết của hạt nhân (_{A}^{Z}textrm{X}) như sau:

(W_{lk}) = (Delta .m.c^{2})

Ta thay công thức tính độ hút khối của hạt nhân (Delta m) = Z.(m_{p}) + N.(m_{n}) – m vào công thức này sẽ được:

(W_{lk}) = ( Z.(m_{p}) Z.(m_{p}) + N.(m_{n}) – m ) . (c^{2})

Với công thức này, bạn cần chú ý 2 điều:

• Trong tất cả các trường hợp thì năng lượng liên kết của một hạt nhân luôn lớn hơn hoặc bằng 0 ( (W_{lk}) (geq 0))
• Những hạt sơ cấp riêng rẽ như proton, notron hay electron đều có có năng lượng liên kết bằng 0.

Năng lượng liên kết riêng của hạt nhân là năng lượng liên kết tính cho một nuclon.

(W_{lkr}) = (frac{W_{lk}}{A})

Đơn vị: Đơn vị của năng lượng liên kết riêng là MeV/nuclon. Để giản tiện, với một vài trường hợp thì người ta có thể ghi đơn vị của năng lượng liên kết riêng là MeV.

• Hạt nhân nào có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì sẽ càng bền. Ngoại trừ các hạt sơ cấp riêng rẽ được biết đến như proton, notron hay electron.
• Các nhà bác học đã chứng minh được rằng, những hạt nhân ở giữa bảng tuần hoàn nói chung thì đều có nguồn năng lượng liên kết riêng lớn hơn so với năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân nằm ở đầu và cuối của bảng tuần hoàn. Chính vì vậy nên những hạt nhân này có độ bền hơn.
• Những hạt nhân bền vững nhất là những hạt nhân có số khối A từ 50 đến 95 có năng lượng liên kết riêng lớn nhất (khoảng 8,8 MeV/nuclôn).

Tính năng lượng của phản ứng hạt nhân:

Cách 1: Tính theo khối lượng: ΔE = Δm.c² = (m – m_o).c²

m_o: Khối lượng các hạt trước phản ứng m: Khối lượng các hạt sau phản ứng

Cách 2 : Tính theo động năng

+ Bảo toàn năng lượng: K₁ + K₂ + ΔE = K₃ + K₄ ⇒ ΔE = K_sau – K_trước

ΔE là năng lượng phản ứng hạt nhân

 là động năng chuyển động của hạt X

Cách 3: Tính theo năng lượng liên kết, liên kết riêng, độ hụt khối

ΔE = E_{liên kết sau} – E_{liên kết trước} = (Δm_sau – Δm_trước).c²

– Tính lượng nhiên liệu dựa trên công thức Q = mq = ΔE , q là năng suất tỏa nhiệt (J/kg).

Ví dụ

Trên đây https://giadinhphapluat.vn/ đã giới cùng bạn những kiến thức cơ bản về năng lượng liên kết hạt nhân, năng lượng phản ứng hạt nhân và công thức tính. Hi vọng bài viết này hữu ích với bạn trong công tác học tập cũng như nghiên cứu. Cảm ơn các bạn đã luôn đồng hành cùng web! Mong tiếp tục nhận được sự ủng hộ của các bạn !

• Đừng bỏ lỡ: Năng lượng hạt nhân là gì? Các phương pháp thu năng lượng hạt nhân