1. KIẾN THỨC CẦN NẮM VỮNG
2. Phản ứng hạt nhân 

 Phản ứng hạt nhân là tương tác giữa hai hạt nhân dẫn đến sự biến đổi của chúng thành hạt khác. Hai hạt nhân A và B tương tác với nhau và biến thành các hạt nhân C và D. 

Phương trình của phản ứng được viết như sau: A + B + C + D.

Trong số các hạt này có thể có các hạt đơn giản hơn hạt nhân (hạt sơ cấp như nuclôn, electron, phôtôn..)

2. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân .

Các định luật bảo toàn sau đây đã được kiểm nghiệm là hoàn toàn đúng đối với các phản ứng hạt nhân: .

– Bảo toàn số nuclôn (số khối A)

Proton có thể biến thành nơtron và ngược lại, nhưng các số nuclôn ở vế trái vế phải của phương trình phản ứng bao giờ cũng bằng nhau. Bảo toàn số nuclôn cũng là bảo toàn số khối A. 

– Bảo toàn điện tích (nguyên tử số Z) .

Các hạt nhân trong phản ứng chỉ tương tác với nhau, không tương tác với vật nào khác nên hợp thành một hệ kín, cô lập về điện. Tổng điện tích (tổng nguyên tử số Z) các hạt ở vế trái và vế phải của phương trình phản ứng bao giờ cũng bằng nhau.

. – Bảo toàn năng lượng và bảo toàn động lượng của các hạt tham gia phản ứng

Khi nghiên cứu thế giới vĩ mô, tức là các hạt rất lớn so với phân tử, nguyên tử thì năng lượng và động lượng của một hệ kín được bảo toàn. Vật lí hạt nhân đã đi tới kết luận rằng hai định luật bảo toàn này vẫn đúng với thế giới vi mô, nghĩa là đúng đối với hệ kín gồm các nguyên tử, hạt nhân…

Chú ý: Trong vật lí hạt nhân không có định luật bảo toàn khối lượng của hệ.

3. Năng lượng trong phản ứng hạt nhân | Trong phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng mo của các hạt ban đầu có thể khác với tổng khối lượng m của các hạt sinh ra. Nếu m < mo thì phản ứng tỏa năng lượng. Nếu m > mo thì phản ứng chỉ xảy ra, nếu cung cấp năng lượng cho các hạt ban đầu. B. TRẢ LỜI CÂU HỎI C. Thế nào là phản ứng hạt nhân?

Trả lời Phản ứng hạt nhân là mọi quá trình dẫn đến sự biến đổi hạt nhân. Phản ứng hạt nhân thường được chia làm hai loại:

– Phản ứng tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác.

– Phản ứng trong đó có hạt nhân tương tác với nhau, dẫn đến sự biến đổi chúng thành các hạt nhân khác.

_

C2. Nêu và giải thích các định luật trong phản ứng hạt nhân.

| Trả lời – – Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân:

+ Xét phản ứng hạt nhân:

2X + 2, Y + X’ + 2, Y’ + Định luật bảo toàn nuclôn (số khối A) . Trong phản ứng hạt nhân, tổng số nuclôn của các hạt tương tác bằng tổng nuclôn của các hạt sản phẩm:

Aj + A2 = Az + A4 + Định luật bảo toàn điện tích (nguyên tử số):

Tổng đại số các điện tích của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn phần của các hạt sản phẩm:

Z1 + Z2 = Z3 + Z4 + Định luật bảo toàn năng lượng:

Tổng năng lượng toàn phần của các hạt tương tác bằng tổng năng lượng toàn phần của các hạt sản phẩm:

E: = const + Định luật bảo toàn động lượng:

m;.V; = const C3. Điều kiện để một phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng là gì? Tại sao sự phóng xạ là phản ứng tỏa năng lượng? Nêu ví dụ về hai phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.

Giải Điều kiện để có phản ứng tỏa năng lượng là tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân tham gia phản ứng phải nhỏ hơn tổng khối lượng nghỉ của các hạt nhân tạo thành sau phản ứng. Sự phóng xạ là phản ứng tỏa năng lượng vì sản phẩm của sự phóng xạ là tia a, hoặc tia B, hoặc tia Y. (Các tia này là dòng các hạt photon có mang theo năng lượng). Ví dụ: Na + H+ He + Ne

H + }H → He + on c. GIẢI BÀI TẬP 2 B1. Trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng của các hạt tham gia:

1. Được bảo toàn. B. Tăng: C. Giảm

| D. Tăng hoặc giảm tùy theo phản ứng.

Giải – Chọn đáp án D. Trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng của các hạt tham gia tăng hoặc giảm tùy theo phản ứng.

B2. Trong dãy phân rã phóng xạ 3 X 39 Y có bao nhiêu hạt a và 8 được phát ra. A. 3 a và 48.

| B, 7 3 và 148. C. 40 và 7 8.

28. 7 và 28. •

Giải Ta có: 33 x + 2Y + x^He +ye Áp dụng định luật bảo toàn nuclôn và bảo toàn điện tích ta có:

-235 = 207 + 4x + x = (235 – 207): 4 = 7

-92 = 92 + 2x – y 2x = y > y = 14 Có 7 hạt a và 14 hạt 8. Vậy chọn đáp án B. B3. Xác định X trong các phản ứng sau đây: a) , F + p→ 10+ X b) Mg +X+2 Na+a

Giải | a) Ta có: p

Gọi sản phẩm X có cấu tạo x, phương trình phản ứng được viết như sau: °F + p> 0 + 2x .

Áp dụng định luật bảo toàn số khối A và bảo toàn điện tích 2, ta

WL

có:

: A = (19 + 1) – 16 = 4

Z = (9 + 1) – 8 = 2 Vậy sản phẩm X trong phản ứng là He. | b) Gọi sản phẩm X có cấu tạo là 4x, a là He , phương trình phản ứng được viết lại như sau:

12 Mg + 4X→ Na + He Áp dụng định luật bảo toàn số khối A và bảo toàn điện tích 2 tan

có:

A = (22 + 4) – 25 = 1

Z = (11 + 2) – 12 = 1 Vậy sản phẩm X là dòng các hạt prôtôn p hay H

.

B4. Cho phản ứng hạt nhân: Cl + X + 3A + n. a) Xác định số khối, nguyên tử số và tên gọi hạt nhân X.

1. b) Phản ứng đó tỏa ra hay thu năng lượng. Tính độ lớn của năng lượng tỏa ra hay thu đó theo đơn vị jun. Cho biết: mAh = 36,956889 u; mc1 = 36,956563 u; m. = 1,008665 u; mp = 1,007276 u.

Giải a) Ta có: n chính là n

X có cấu tạo là 2x Phương trình phản ứng được viết lại như sau:

17 Cl + 2X → iš Ar + in Áp dụng định luật bảo toàn số khối A và định luật bảo toàn điện tích Z ta có:

A = (37 + 1) – 37 = 1

Z = (18+ 0) – 17 = 1 Vậy X là p hay H. b) mcı + mp = 36,956563 u + 1,007276 u = 37,963839 u

mar + mn = 36,956889 u + 1,008665 u = 37,965554 u = Mo • M. Vậy phản ứng trên là phản ứng thu năng lượng Năng lượng thu vào của phản ứng:

AE = Am.c? = (37,965554 – 37,963839).931,2c?

= 1,72.10-2.931,5 = 1,602(MeV). = 1,602.100.1,6.10-19 = 2,5632.10-13 (J).