Bài 35. Tính chất và cấu tạo hạt nhân

TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN

I. Cấu tạo hạt nhân

Hạt nhân được cấu tạo bởi hai loại hạt: prôtôn và nơtron 

• Số prôtôn bằng \(Z\), \(Z\) gọi là nguyên tử số
• Tổng số nuclôn trong hạt nhân là \(A\), \(A\) gọi là số khối
• Số nơtron là \(N\), ta có \(N=A-Z\)

Kí hiệu hạt nhân: \(_Z^AX\)

Với \(X\) là các nguyên tố hóa học

Ví dụ: \(^1_1H,^{16}_8O,^{24}_{12}Mg,...\)

Đồng vị

Các hạt nhân đồng vị có cùng số \(Z\), khác số \(A\), nghĩa là cùng số prôtôn nhưng khác số nơtron.

Ví dụ: Hiđrô có ba đồng vị

• Hiđrô thường \(^1_1H\) chiếm khoảng 99,98% hiđrô thiên nhiên
• Hiđrô nặng \(^2_1H\), còn gọi là đơteri \(^2_1D\) chiếm khoảng 0,015% hiđrô thiên nhiên
• Hiđrô siêu nặng \(^3_1H\), còn gọi là triti \(^3_1T\) không bền, thời gian sống chỉ khoảng 10 năm

​II. Khối lượng hạt nhân

1. Đơn vị khối lượng nguyên tử

Đơn vị khối lượng nguyên tử kí hiệu là u. Đơn vị u có giá trị bằng \(\frac{1}{12}\) khối lượng nguyên tử của đồng vị \(^{12}_6C\)

Cụ thể: 1 u = 1,66055.10^-27 kg.

2. Khối lượng và năng lượng

Theo thuyết tương đối, một vật có khối lượng thì cũng có năng lượng và ngược lại.

Năng lượng \(E\) và khối lượng \(m\) tương ứng của một vật luôn tồn tại đồng thời và tỉ lệ với nhau.

Anh-xtanh đưa ra hệ thức:

\(E=mc^2\)

Năng lượng (tính ra đơn vị MeV) tương ứng với khối lượng 1 u được xác định:

\(E=uc^2=921,5\) MeV

Kết quả thu được: 

\(1u\approx931,5\) MeV/c²

2. Khối lượng nghỉ và năng lượng nghỉ

Một vật có khối lượng \(m_0\) khi ở trạng thái nghỉ thì khi chuyển động với vận tốc \(v\), khối lượng sẽ tăng lên thành \(m\) với

\(m=\frac{m_0}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}\)

Trong đó:

•  ​\(m_0\) ​gọi là khối lượng nghỉ
• ​​\(m\) ​​gọi là khối lượng động

​Khi đó năng lượng của vật là 

\(E=mc^2=\frac{m_0c^2}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}\)

Trong đó:

• \(E_0=m_0c^2\) là năng lượng nghỉ
• \(E-E_0=\left(m-m_0\right)c^2\) là động năng của vật