Phản ứng hạt nhân là gì?
Phản ứng hạt nhân là quá trình trong đó hạt nhân nguyên tử hoặc hạt nhân hợp tử tương tác với nhau để tạo ra hoặc phá vỡ các liên kết nguyên tử, thường đi kèm với giải phóng hoặc tiêu hủy năng lượng.Năng lượng tỏa ra của phản ứng hạt nhân tính thế nào?
Phản ứng hạt nhân tỏa ra năng lượng thông qua quá trình chuyển đổi khối lượng thành năng lượng theo công thức E=mc^2 của Albert Einstein.Năng lượng tỏa ra của phản ứng hạt nhân được tính dựa trên sự thay đổi khối lượng giữa các hạt trước và sau phản ứng. Cụ thể, năng lượng tỏa ra (ΔE) có thể được tính theo công thức Einstein: ΔE = Δm.c^2, trong đó Δm là sự thay đổi khối lượng và c là tốc độ ánh sáng.
Có ba công thức chính để tính năng lượng của phản ứng hạt nhân:
1. Tính theo khối lượng: ΔE = Δm.c^2 = (m - m_o).c^2, trong đó m_o là khối lượng các hạt trước phản ứng và m là khối lượng các hạt sau phản ứng.
2. Tính theo động năng + Bảo toàn năng lượng: K_1 + K_2 + ΔE = K_3 + K_4 ⇒ ΔE = K_sau - K_trước. Trong đó ΔE là năng lượng phản ứng hạt nhân là động năng chuyển động của hạt X.
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).c^2.
Ví dụ, cho phản ứng hạt nhân . Hãy cho biết đó là phản ứng tỏa năng lượng hay thu năng lượng. Xác định năng lượng tỏa ra hoặc thu vào. Biết m_Be = 9,01219 u; m_P = 1,00783 u; m_Li = 6,01513 u; m_X = 4,0026 u; 1u = 931 MeV/c^2.
Ta có: m_o = m_Be + m_P = 10,02002u; m = m_X + M_Li = 10,01773u. Vì m_o > m nên phản ứng tỏa năng lượng, năng lượng tỏa ra: W = (m_o – m).c^2 = (10,02002 – 10,01773).931 = 2,132MeV .
Cho phản ứng hạt nhân: . Năng lượng tỏa ra khi tổng hợp được 1 mol Heli theo phản ứng này là 5,2.10^24 MeV. Lấy NA = 6,023.10^23 mol-1. Năng lượng tỏa ra của một phản ứng hạt nhân trên là
Hướng dẫn giải từ Physic-st7
Bàn thêm mở rộng:
Năng lượng tỏa ra trong phản ứng hạt nhân là một khía cạnh quan trọng của vật lý hạt nhân. Theo định luật bảo toàn năng lượng, khối lượng mất mát trong quá trình phản ứng chuyển thành năng lượng. Điều này thường xuất hiện trong các phản ứng hạt nhân như hạt nhân fissile chia thành hai hạt nhân nhỏ hơn, gọi là phân hạt, cùng với việc giải phóng năng lượng lớn. Hiểu rõ về quá trình này không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức, mà còn mở ra những ứng dụng quan trọng như năng lượng hạt nhân trong ngành năng lượng.
>> Bài trước: Ứng dụng tỉ số khối lượng hạt nhân con và khối lượng hạt nhân mẹ trong phóng xạ an pha
Đây là Năng lượng tỏa ra của một phản ứng hạt nhân . Nếu bạn có cách giải khác hay hơn, hãy chia sẻ trong phần nhận xét cuối bài nhé. Chúc các bạn thành công!
Đề xuất bài tập liên quan đến “Phản ứng hạt nhân” đã xuất bản gần đây trên Blog Giải bài tập Vật lí Hạt nhân.