Bai 7 TLBG

Luy n thi Qu c gia PEN - C: Môn V t Lí ( Th y

PH N

ng Vi t Hùng)

Ph n ng h t nhân.

NG H T NHÂN

(TÀI LI U BÀI GI NG)
GIÁO VIÊN:
NG VI T HÙNG
ây là tài li u tóm l c các ki n th c đi kèm theo bài gi ng “Ph n ng h t nhân“ thu c khóa h c Luy n thi Qu c gia
PEN - C : Môn V t lí(Th y
ng Vi t Hùng) t i website Hocmai.vn.
có th n m v ng ki n th c ph n “Ph n ng h t
nhân”, B n c n k t h p theo dõi bài gi ng v i tài li u này.

1.

nh ngh a

Ph n ng h t nhân là m i quá trình bi n đ i h t nhân d n đ n s bi n đ i chúng thành các h t khác.
X1 + X2  X3 + X4
trong đó X1, X2 là các h t t

ng tác, còn X3, X4 là các h t s n ph m.

Nh n xét: S phóng x : A  B + C c ng là m t d ng c a ph n ng h t nhân, trong đó A là h t nhân m , B là h t
nhân con và C là h t  ho c .

M t s d ng ph n ng h t nhân:
a. Ph n ng h t nhân t phát
- Là quá trình t phân rã c a m t h t nhân không b n v ng thành các h t nhân khác.
b. Ph n ng h t nhân kích thích
- Quá trình các h t nhân t
c.

ng tác v i nhau t o ra các h t nhân khác.

c đi m c a ph n ng h t nhân:

 Bi n đ i các h t nhân.
 Bi n đ i các nguyên t .
 Không b o toàn kh i l

ng ngh .

2. Các đ nh lu t b o toàn trong ph n ng h t nhân
Xét ph n ng h t nhân:
a)

A1
Z1 X1

 AZ22 X2 
 AZ33 X3  AZ44 X4

nh lu t b o toàn đi n tích.

T ng đ i s các đi n tích c a các h t t

ng tác b ng t ng đ i s các đi n tích c a các h t s n ph m.

T c là: Z1 + Z2 = Z3 + Z4
b) B o toàn s nuclôn (b o toàn s A).
Trong ph n ng h t nhân, t ng s nuclôn c a các h t t

ng tác b ng t ng s nuclôn c a các h t s n ph m.

T c là: A1 + A2 = A3 + A4
c) B o toàn đ ng l

ng.

Trong ph n ng h t nhân thì đ ng l ng c a các h t tr c và sau ph n ng đ
 
 




T c là p1  p 2  p3  p 4  m1 v1  m 2 v 2  m3 v3  m 4 v 4
d) B o toàn n ng l

c b ng nhau

ng toàn ph n.

Trong ph n ng h t nhân thì n ng l ng toàn ph n tr c và sau ph n ng là b ng nhau. N ng l ng toàn ph n g m
đ ng n ng và n ng l ng ngh nên ta có bi u th c c a đ nh lu t b o toàn n ng l ng toàn ph n:

mx1 c2  K X1  mx 2 c2  K X2  mx3 c2  K X3  mx4 c2  K X4
Chú ý: T công th c tính đ ng l

ng và đ ng n ng ta có h th c liên h gi a đ ng l

ng và đ ng n ng

 p 2  m2 v2
 p  mv
mv2


2
2 
2


 p 2  2m.K , (1)
p
m
2
.


mv
mv
2
K


K



2

2

Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

- Trang | 1 -


Luy n thi Qu c gia PEN - C: Môn V t Lí ( Th y

ng Vi t Hùng)

Ph n ng h t nhân.

Ví d 1: Xác đ nh X trong các ph n ng h t nhân sau
a)

10
5 Bo

 X 

 84 Be

b)

19
9 F

p 
 X 16
8 O
95


235
c) n 92
U 
42 Mo 139
57 La  2X  7

Ví d 2: Cho ph n ng

206
235
82
92 U 

Pb  x  y

Xác đ nh x và y
…………………………………………………………………………………………………………………………………………

/s : x = 8 và y= 6.

và

Ví d 3: Sau bao nhiêu phóng x

208
232
82
92 U 

thì

Pb

…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s : 6 phóng x anpha và 4 phóng x beta.

Ví d 4: Tìm h t nhân X trong ph n ng h t nhân sau :
A. 31 T
Gi i: Xác đ nh h t

B. 21 D

10
5 Bo

+

A

Z

+ 48 Be

X

C. 01 n

có Z= ? và A= ? .

4
2

D. 11 p

He

áp d ng đ nh lu t b o toàn s kh i và đi n tích.
Khi đó suy ra : X có đi n tích Z = 2+ 4 – 5 =1 và s kh i A = 4 + 8 – 10 = 2.
V y X là h t nhân

2
1D

đ ng v phóng x c a H.  Ch n đáp án B.

Ví d 5: Trong ph n ng sau đây : n +
A. Electron

235

92 U

B. Proton

Gi i : Ta ph i xác đ nh đ

95
4 2 Mo

+

139
57 La

; h t X là

D. N tron

C. Hêli

c đi n tích và s kh i c a các tia & h t còn l i trong ph n ng :

Áp d ng đ nh lu t b o toàn đi n tích và s kh i ta đ
2Z = 0+92 – 42 – 57 – 7.(-1) = 0
2A = 1 + 235 – 95 – 139 – 7.0 = 2 .

Ví d 6: Sau bao nhiêu l n phóng x

1
0n

;

0 –
1

c : 2 h t X có

V y suy ra X có Z = 0 và A = 1. ó là h t n tron

208
82 Pb

–

+ 2X + 7

1
0n

 Ch n đáp án : D

.

và bao nhiêu l n phóng x

–

thì h t nhân

232
90 Th

bi n đ i thành h t nhân

?

A. 4 l n phóng x
; 6 l n phóng x
C. 8 l n phóng x ; 6 l n phóng x

–
–

Gi i . - Theo đ ta có quá trình ph n ng :

232
90 Th

B. 6 l n phóng x
D. 6 l n phóng x
208
82 Pb

- Áp d ng đ nh lu t b o toàn đi n tích và s kh i , ta đ

; 8 l n phóng x
; 4 l n phóng x

+ x 42 He + y 01

–

–
–

.

c:

4 x  0. y  232  208  24
x  6
x  6


.

2 x  (1). y  90  82  8
2 x  y  8
y  4
V y có 6 h t và 4 h t – .  Ch n đáp án : D.

3. N ng l

ng ph n ng h t nhân

Xét ph n ng h t nhân: X1 + X2  X3 + X4
T ng kh i l

ng c a các h t nhân tham gia ph n ng: m0  m X1  m X2

T ng kh i c a các h t nhân sau ph n ng: m  m X3  m X4
Do có s h t kh i trong t ng h t nhân nên trong ph n ng h t nhân không có s b o toàn kh i l
Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

ng  m0  m
- Trang | 2 -


Luy n thi Qu c gia PEN - C: Môn V t Lí ( Th y

ng Vi t Hùng)

Ph n ng h t nhân.

a) Khi m0 > m
Do n ng l ng toàn ph n c a ph n ng đ
có giá tr E = (m0 – m)c2
N ng l

ng t a ra này d

c b o toàn nên trong tr

ng h p này ph n ng t a m t l

ng n ng l

ng,

i d ng đ ng n ng c a các h t nhân con.

Chú ý: Trong tr ng h p này do các h t sinh ra có đ h t kh i l n h n các h t nhân ban đ u nên các h t sinh ra b n
v ng h n các h t ban đ u.
b) Khi m0 < m
Khi đó ph n ng không t x y ra, đ nó có th x y ra đ c thì ta ph i cung c p cho nó m t l
tr ng h p này ph n ng đ c g i là ph n ng thu n ng l ng.
N ng l

ng n ng l

ng. Trong

ng thu vào c a ph n ng có đ l n: E = |m0 – m|c2

Ví d 1: Cho ph n ng h t nhân

37
17 Cl 

37
X 
 n 18
Ar

a) Xác đ nh h t X.

b) Ph n ng thu hay t a n ng l
Cho bi t kh i l

ng. Tính n ng l

ng đó.

ng các h t mCl = 36,9566u; mAr = 36,9569u; mn = 1,0087u; mX = 1,0073u; 1u = 931 MeV/c2.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s : Ph n ng thu n ng l

ng 1,58 MeV.

Ví d 2: (Trích đ thi Tuy n sinh Cao đ ng 2007)
3

Cho ph n ng h t nhân 11 H 13 H 
2 H  n
Cho bi t kh i l
Tính n ng l

ng các h t mH2 = 2,0135u; mH3 = 3,0149u; mn = 1,0087u; 1u = 931,5 MeV/c2.

ng t a ra c a ph n ng theo đ n v Jun.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………

Ví d 3: (Trích đ thi Tuy n sinh Cao đ ng 2009)
Cho ph n ng h t nhân
L y kh i l

23
11 Na

ng các h t nhân

931,5 MeV/c . Tính n ng l
2

 11 H 
 24 He 
23
11

Na ;

20
10

20
10 Ne

Ne ; 42 He ; 11 H l n l

t là 22,9837 u; 19,9869 u; 4,0015 u; 1,0073 u và 1u =

ng t a ra c a ph n ng?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s : 2,4219 MeV.

  X  17,6 MeV
Ví d 4: Cho ph n ng h t nhân 13 T 12 D 

Tính n ng l

ng t a ra khi t ng h p đ

c 2 g khí Heli.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………

Ví d 5: (Trích đ thi Tuy n sinh
Cho ph n ng h t nhân

234
92 U

i h c 2002)


  Th

Cho n ng l

ng liên k t riêng c a các h t l n l

Tính n ng l

ng t a ra c a ph n ng.

t là 7,1 MeV; 7,63 MeV; 7,7 MeV.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s : 13,98 MeV.
Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

- Trang | 3 -


Luy n thi Qu c gia PEN - C: Môn V t Lí ( Th y
Ví d 6: (Trích đ thi Tuy n sinh

ng Vi t Hùng)

Ph n ng h t nhân.

i h c 2009)

 42 He  X . L y đ h t kh i c a h t nhân T, h t nhân D, h t nhân He l n l

Cho ph n ng h t nhân: 31T  21 D 

0,009106 u; 0,002491 u; 0,030382 u và 1u = 931,5 MeV/c . Tính n ng l
2

t là

ng t a ra c a ph n ng?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
/s : 17,498 MeV.

Ví d 7: Cho ph n ng h t nhân sau: 12 H  12H  24 He  01n  3,25 MeV . Bi t đ h t kh i c a 12 H là

mD  0,0024 u và 1u  931 MeV / c 2 . N ng l
A. 7,7188 MeV
Tóm t t:

B. 77,188 MeV

mD  0,0024 u

2
1

ng liên k t h t nhân 24 He là
C. 771,88 MeV

D. 7,7188 eV

Gi i

1u  931MeV / c 2
Wlk

H  H  He  01n  3,25 MeV
2
1

N ng l

4
2

ng t a ra c a ph n ng:

E = ( ∑ m sau – ∑ m tr c)c2

= Wlksau – 2mDc2

Wlk = E +2mDc2 = 7,7188MeVCh n đáp án A
Ví d 8: cho ph n ng h t nhân: 31 T + 21 D 
t ng h p đ c 2g Hêli.
A. 52,976.1023 MeV

4
2

He + X +17,6MeV . Tính n ng l

B. 5,2976.1023 MeV
Gi i:

ng to ra t ph n ng trên khi

C. 2,012.1023 MeV

D.2,012.1024 MeV

m.N A
2.6,023.10 23
=
= 3,01.1023
4
A
ng to ra g p N l n n ng l ng c a m t ph n ng nhi t h ch:
E = N.Q = 3,01.1023.17,6 = 52,976.1023 MeV  Ch n đáp án A.

- S nguyên t hêli có trong 2g hêli: N =
- N ng l

Ví d 9: Cho ph n ng h t nhân 94 Be + 11 H  42 He + 63 Li. Hãy cho bi t đó là ph n ng t a n ng l

ng hay thu n ng

l ng. Xác đ nh n ng l ng t a ra ho c thu vào. Bi t mBe = 9,01219 u; mp = 1,00783 u; mLi = 6,01513 u; mX =
4,0026 u; 1u = 931 MeV/c2.

Gi i . Ta có: m0 = mBe + mp = 10,02002u; m = mX + MLi = 10,01773u. Vì m0 > m nên ph n ng t a n ng l ng; n ng
l ng t a ra: W = (m0 – m).c2 = (10,02002 – 10,01773).931 = 2,132MeV.
Ví d 10: Ch t phóng x

210
84

Po phát ra tia  và bi n thành

206
82

Pb . Bi t kh i l

ng c a các h t là mPb  205,9744 u ,

mPo  209,9828 u , m  4, 0026 u . Tính n ng l ng t a ra khi m t h t nhân Po phân rã.
áp án: 5,4 MeV
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………

Hocmai.vn – Ngôi tr

ng chung c a h c trò Vi t

Giáo viên:

ng Vi t Hùng

Ngu n

Hocmai.vn

:

T ng đài t v n: 1900 58-58-12

- Trang | 4 -