Phương pháp giải toán VẬT LÝ HẠT NHÂN

Tài liệu tham khảo về Phương pháp giải các dạng bài tập vật lý hạt nhân...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phương pháp giải toán VẬT LÝ HẠT NHÂN Chuyên đề: Vật lý hạt nhân Nguyễn Phú Hùng LÝ THUYẾT VẬT LÝ HẠT NHÂN I. KIẾN THỨC TỔNG QUÁT1. Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử:  Hạt nhân được cấu tạo từ các hạt nhỏ hơn gọi là nuclôn, nuclôn gồm 2 loại: −27 + Prôtôn (p) có khối lượng: m p = 1,67262.10 kg = 1,0073u mang điện tích dương. −27 + Nơtrôn (n) có khối lượng: mn = 1,67493.10 kg = 1,0087u không mang điện. A  Kí hiệu: Z X X: Hạt nhân nguyên tử. Z: Số thự tự của nguyên tử ; Là số proton trong hạt nhân, mỗi nguyên tử chỉ có một số thự tự Z được cho trong bảng tuần hoàn hóa học. A: Số khối ( số nuclon của hạt nhân ) với N: số notron trong hạt nhân. ; A=Z+N2. Đồng vị _ ĐN: Đồng vị là những nguyên tử mà hạt nhân chứa cùng số proton Z nhưng có số Notron khác nhau. 1 2 3 _VD: Hidro có 3 đồng vị: Hidro thường 1 H , Đơtri 1 H (D) còn được gọi là hạt siêu nặng và Triti 1 H (T) còn được gọi là hạt siêu nhẹ. _ Đồng vị gồm: đồng vị bền ( là đồng vị có khối lượng cho trong bảng tuần hoàn ) và đồng vị không bền. _ Mỗi nguyên tử có số proton (Z) không đổi trong hạt nhân nhưng các đồng vị của nó có số Notron khác nhau trong hạt nhân → Các đồng vị có số khối A khác nhau.3. Đơn vị khối lượng _ Khối lượng hạt nhân có thể được đo bằng “u” hoặc “kg” với 1u = 1,66055.10 −27 kg = 931,5MeV / c 2 _ Khối lượng của 1 nuclon ≈ 1u. Do vậy, một nguyên tử có số khối A thì khối lượng của nó ≈ A u.4. Hệ thức Anhxtanh: E = mc 2 với: m : khối lượng của hạt nhân; E: năng lượng nghỉ của hạt nhân.5. Độ hụt khối: Khối lượng m của hạt nhân ZA X bao giờ cũng nhỏ hơn tổng khối lượng các nuclon tạo thành hạt nhân một lượng: ∆m = m0 − m = [ Zm p − Nm n ] − m6. Năng lượng liên kết - Năng lượng liên kết riêng a) Năng lượng liên kết _ ĐN: Năng lượng liên kết là năng lượng tỏa ra khi các nuclon kết hợp thành 1 hạt nhân. Wlk = ∆mc 2 Với ∆m : độ hụt khối; c: vận tốc ánh sáng _ Đơn vị năng lượng: Jun (J) hoặc MeV. *) Chú ý: _ Nếu đơn vị của Wlk là MeV thì ∆m được tính theo đơn vị là “u”. Giả sử ∆m = x.u ⇒ Wlk = x.uc = x.931,5 MeV 2 với uc 2 = 931,5MeV / c 2 _ Nếu đơn vị của Wlk là Jun thì ∆m được tính theo đơn vị là “kg”, c = 3.108 m / s . Giả sử ∆m = xkg ⇒ Wlk = x.(3.10 ) (J) 82 Wlk b) Năng lượng liên kết riêng: là năng lượng liên kết tính cho 1 nuclon. Wlkr = A _ Wlkr đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân. Hạt nhân có Wlkr càng lớn thì càng bền vững.7. Hiện tượng phóng xạ tự nhiên a) ĐN: Hiện tượng phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. b) Các loại tia phóng xạ và bản chất của chúng. 1 Chuyên đề: Vật lý hạt nhân Nguyễn Phú Hùng  Tia Anpha ( α ) : 4 • Là các hạt nhân của nguyên tử 2 He được phóng ra từ hạt nhân nguyên tử với v ≈ 2.10 7 m / s . • Tia α làm ion hóa mạnh các nguyên tử trên đường đi của nó và mất năng lượng rất nhanh. Vì vậy, tia α chỉ đi được tối đa 8cm trong không khí và không xuyên qua được bìa dày 1mm.  Tia Bêta ( β ): • Là các hạt phóng ra với vận tốc xấp xỉ vận tốc ánh sáng. • Tia β cũng làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn so với tia α .Vì vậy tia β có thể đi được • quãng đường dài hơn,tới vài mét trong không khí và có thể xuyên qua được lá nhôm dày ≈ milimét. • Có hai loại tia β là: . β − : là loại phổ biến, đó chính là các electron −1 e hay e − 0 . β + : là loại hiếm hơn, đó chính là các pôzitron hay electron dương +1 e hay e + . 0  Tia Gamma ( γ ): Là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, là hạt phôtôn có năng lượng cao. Vì vậy, tia γ có khả năng xuyên thấu lớn hơn nhiều so với tia α và β . Hạt nhân con có thể ở trong trạng thái kích thích và phóng xạ tia γ để trở về trạng thái cơ bản.8. Định luật phóng xạ và độ phóng xạ ...