030702 phan ung hat nhan va phong xa hat nhan

PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
NGUYỄN THÀNH NAM, PhD
Giảng viên Học viện Kỹ thuật
Quân sự - MTA
Chuyên gia Giáo dục tại HOCMAI
Giáo viên Vật lý trên kênh VTV7
Dạy trực tuyến trên Hocmai.vn
www.facebook.com/littlezerooos


BỘ BÀI GIẢNG SLIDE MƠN VẬT LÍ
LỚP 10 + 11 + 12 + LUYỆN THI THPT QUỐC GIA

DO THẦY NGUYỄN THÀNH NAM BIÊN SOẠN
Mời thầy cô tải bộ Slide quà tặng tại: />
Để nhận BỘ SLIDE HOÀN CHỈNH, mời xem
hướng dẫn tại
/>Hoặc liên hệ qua ZALO với thầy Nam theo số: 0987 141
257

Phiên bản mới của bộ Slide sẽ được cập nhật liên
tục vào nhóm Tài Liệu Vật Lý Thầy Nam


PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
Khái niệm và đặc điểm
"Các hạt nhân tương tác với nhau
và biến đổi thành hạt nhân khác"
2
1

H  31 H  42 He  01 n

Phân loại:
- Có kích thích

4
2

- Tự phát

14
6



27
13

1
Al  30
P

15
0n

C  147 N 

Khác PƯHH:
- Khơng bảo tồn ngun tố
- Khơng bảo tồn khối lượng

0
1

e


PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
Định luật bảo toàn Số khối và Điện tích
A1
Z1

A B
A2
Z2

A3
Z3

X

A4
Z4

Y
1
0

A1  A 2  A 3  A 4
Z1  Z 2  Z 3  Z 4

10
5

n

Bo  X  Li  He
7
3

6
3

4
2

Li  X  74 Be  01 n
2
1

D


PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
Bảo toàn Động lượng và Năng lượng toàn phần
A1
Z1

A B
A2

Z2

A3
Z3

X

A4
Z4

r
p3

Y

r
p1

r2
p  2mK

r r r r
p1  p 2  p 3  p 4
r
r
r
r
m1 v 1 m 2 v 2 m 3 v 3 m 4 v 4

r

p2

r
p4

K1  m1 c  K 2  m2 c  K 3  m3 c  K 4  m4 c
2

m1 v12
2

2

m 2 v 22
2

2

m 3 v 32
2

m 4 v 42
2

2


PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
Bảo toàn Động lượng và Năng lượng toàn phần

r
pX

r
p1

r
p

r
p2
r
r
p1  p 2

r r r
p  pX  p Y

m1v1  m2 v 2

p p p

m1K1  m2K 2

2
Y

2

r

pY

2
X

mYK Y  mK  mXK X


VÍ DỤ
Hạt 234U92 đứng n thì bị vỡ thành hạt 230Th90 và hạt 4α2.
Cho mα = 4,0015u; mTh = 229,9737u; và 1 u = 931,5 MeV/c2.
Động năng của hạt α sinh ra bằng 4,0000 MeV. Tìm khối
lượng hạt Uran.

r
r
p Th  p
r
p

r
p Th

mU c2  K   m c 2  K Th  mTh c 2
K
K Th
mU  2  m  2  mTh
c
c

2mThK Th  2mK 
m
K Th 
K   0,0696MeV
mTh

4  0,0696

 4,0015  229,9737  233,9796u
931,5


VÍ DỤ
Hạt α (mα = 4,001500 u) có Kα = 4,0000 MeV bắn vào hạt 27Al13
(mAl = 26,9743 u) đứng im sinh ra hạt 30P15 (mP = 29,97005 u) và
hạt nơtrôn (mn = 1,008665 u) bắn ra theo phương vuông góc
với phương của hạt α. Cho 1u = 931,5 MeV/c2. Tính KP và Kn
theo đơn vị MeV.

r
pn

2
1

r2 r2 r2
pP  pn  p 



27
13

r
p

2mPK P  2mnKn  2mK 

r
pP

m
mn
KP 
Kn 
K
mP
mP

1
Al  30
P

15
0n

KP  0,03366Kn  0,53407


VÍ DỤ

Hạt α (mα = 4,001500 u) có Kα = 4,0000 MeV bắn vào hạt 27Al13
(mAl = 26,9743 u) đứng im sinh ra hạt 30P15 (mP = 29,97005 u) và
hạt nơtrôn (mn = 1,008665 u) bắn ra theo phương vuông góc
với phương của hạt α. Cho 1u = 931,5 MeV/c2. Tính KP và Kn
theo đơn vị MeV.

r
pn

(m  mAl )c2  K   (mP  mn )c2  K P  Kn

r
p
r
pP
2
1



27
13

1
Al  30
P

15
0n

KP  Kn  (m  mAl  mP  mn )c2  K 

KP  Kn  0,002915.931,5  4,0000
K P  K n  1,2847


VÍ DỤ
Hạt α (mα = 4,001500 u) có Kα = 4,0000 MeV bắn vào hạt 27Al13
(mAl = 26,9743 u) đứng im sinh ra hạt 30P15 (mP = 29,97005 u) và
hạt nơtrôn (mn = 1,008665 u) bắn ra theo phương vuông góc
với phương của hạt α. Cho 1u = 931,5 MeV/c2. Tính KP và Kn
theo đơn vị MeV.

r
pn

2
1

KP  0,03366K n  0,53407



27
13

r
p

K P  K n  1,2847

r
pP

K P  0,5585 MeV

1
Al  30
P

15
0n

K n  0,7261 MeV


HIỆN TƯỢNG PHĨNG XẠ
Khái niệm
"Hạt nhân tự động phóng ra các tia phóng
xạ và biến thành hạt nhân khác"

Po  24   206
82 Pb

Anpha (α)

210
84

Beta trừ (β-)

14
6

C  01 e  147 N

Beta cộng (β+)

30
15

P  01 e  30
14 Si

Gama (γ)

hc
  hf 


10-11 m < λ < 10-13 m


HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ
Alpha (α)
A
Z

- Tốc độ cao, 2.107 m/s

X  42  ( 42 He)  AZ42Y
+

+

+

+

- Ion hóa mạnh KK
- Vài cm KK, vài μm CR

+

B

vo
F

E
FL
v

- Lệch trong điện trường

- Lệch trong từ trường


HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ
Bêta trừ (β-)

A
Z
1
0

X  e
0
1

- Tốc độ cao, xấp xỉ AS

A
Z 1

Y

- Không đi xa, vài m trong KK

n  01 e  11 p  00 %

v
B

v
E

F
+

FL

+

+

+

+

- Lệch trong điện trường

- Lệch trong từ trường


HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ
Bêta cộng (β+)
A
Z

X  01 e  Z A1Y

1
1

p
+

0
1

- Tốc độ cao, xấp xỉ AS
- Không đi xa, vài m trong KK

e  01 n  00 

+

+

+

+

B

vo
F

E
FL
v

- Lệch trong điện trường

- Lệch trong từ trường


HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ
Gama (γ)
10 m < λ < 10 m

-11

-13

1019 Hz < f < 1021 Hz
- Tốc độ ánh sáng
- Đâm xun mạnh (vài mét
bê-tơng, vài cm trong chì).
- Tác dụng sinh lý mạnh.

“Hạt nhân con sinh ra ở trạng
thái kích thích, khi chuyển về
TTCB thì phát xạ Gama.”


VÍ DỤ
Hạt nhân 23892U chuyển thành 20682Pb
sau một loạt phóng xạ α và β–. Tìm số
phóng xạ α và β– đã phát ra.
238
92

U  a 01 e  b 42  

206
82

Pb

BT số khối và BT điện tích :

238 = 0.a+4.b + 206
92 = -1.a + 2.b + 82
a = 6; b = 8


HIỆN TƯỢNG PHĨNG XẠ
Định luật phóng xạ
"Sau mỗi chu kỳ bán rã T, lượng chất phóng xạ cịn lại một nửa."

t
0

N
No

n

m

no

mo

N m (g)
n

NA
A
N0
N(t)  t/T

2

T

No/2

no/2

mo/2

2T

No/22

no/22

mo/22

…

…

…

…

n0
n(t)  t/T
2

mo/2t/T

m0
m(t)  t/T
2

t

No/2t/T

no/2t/T


HIỆN TƯỢNG PHĨNG XẠ
Định luật phóng xạ
ln2

T

HẰNG SỐ PHĨNG XẠ

N0
N(t)  t/T  N0 e t
2

T �N0 �
t
ln � �
ln2 �N �

n0
n(t)  t/T  n0 e t
2

T �n0 �
t
ln � �
ln2 �n �

m0
m(t)  t/T  m0 e  t
2

T �m0 �
t
ln � �
ln2 �m �


VÍ DỤ
Cho 2 gam 60Co27 tinh khiết có
phóng xạ  – với chu kỳ bán rã là
5,33 năm. Tìm khối lượng 6027Co
còn lại sau 15 năm.
60
27

Co 

0

1

e  60
28 Ni

m0
m(t)  t/T  m0 e  t
2

2

m(15) 
2

15
5,33

 0,284 g


VÍ DỤ
Hạt nhân 238U92 sau một chuỗi phân rã phóng xạ biến thành
hạt 206Pb82 với chu kỳ bán rã 4,47 tỉ năm. Một khối đá ban
đầu chỉ chứa 238U92 , và hiện tại tỉ lệ khối lượng 206Pb82 và
238
U92 của khối đá bằng 2,7. Tính tuổi khối đá.
N0 (U)
T �N0 (U) �
N(U)  t/T  N0 (U)e  t � t 
ln �

�
ln2 �N(U) �
2
206.[N0 (U)  N(U)]
m(Pb) 206.N(Pb)
206 �N0 (U)
�



 1 � 2,7
�
m(U) 238.N(U)
238.N(U)
238 �N(U)
�

N0 (U)
 4,12
N(U)

4,47
� t
ln  4,12   9,13
ln2


Tài Liệu Vật Lí Thầy Nam
www.facebook.com/groups/tailieuvatlit
haynam

Nhóm Facebook dành riêng cho Giáo viên Vật lí do thầy
Nguyễn Thành Nam lập ra để ra chia sẻ: Bộ Slide bài giảng
mơn Vật lí; Tài liệu giảng dạy; và Kinh nghiệm dạy học.


Quyền Lợi Giáo Viên Tham Gia Nhóm

TÀI LIỆU VẬT LÍ THẦY NAM
1 - Được CHIA SẺ ngay lập tức bộ Slide bài giảng
mơn Vật lí THPT Lớp 10 + 11 + 12 và Ôn thi
THPT QG.
2 - Được CẬP NHẬT thường xuyên các Slide bài
giảng mới soạn cùng Video tham khảo và các tài
liệu mới vào trong nhóm trong tương lai.
3 - Được thầy GIẢI ĐÁP thắc mắc và hỗ trợ về
chun mơn khi cần. Nếu gặp khó khăn về
chun mơn, thầy cơ chỉ cần đăng vào nhóm sẽ
được hỗ trợ.
Mời quý thầy cô tải bộ Slide dùng thử tại:
/>