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 PUD lí giải chi tiết qua bài viết sau đây. Các bạn cùng chia sẻ nhé !

Năng lượng liên kết hạt nhân là gì?

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 (năng lượng liên kết của 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.

Định nghĩa năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

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

Công thức tính năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

(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.

Ý nghĩa độ lớn của năng lượng liên kết riêng của hạt nhân

  • 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).

Năng lượng phản ứng hạt nhân

Phương pháp

Vật Lí lớp 12 | Lý thuyết và Bài tập Vật Lí 12 có đáp án

Tính năng lượng của phản ứng hạt nhân:

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

mo: 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 = Ksau – Ktrước

ΔE là năng lượng phản ứng hạt nhân

Hóa học lớp 11 | Lý thuyết và Bài tập Hóa 10 có đáp án

 là động năng chuyển động của hạt X

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

ΔE = Eliên kết sau – Eliên kết trước = (Δmsau – Δmtrước).c2

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

Ví dụ

Hóa học lớp 11 | Lý thuyết và Bài tập Hóa 10 có đáp án

Trên đây PUD 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 !