Vật lí hạt nhân – Kiến thức trọng tâm

Chương kết thúc chương trình; phần lớn là câu tính nhanh, nên định luật phóng xạ và năng lượng liên kết cần thành thạo.

1. Cấu tạo hạt nhân

Hạt nhân $^{A}_{Z}\text{X}$ có $Z$ proton và $N = A - Z$ nơtron. Đồng vị: cùng $Z$, khác $A$.

2. Độ hụt khối và năng lượng liên kết

$$\Delta m = Z\,m_p + (A - Z)\,m_n - m_X \qquad W_{lk} = \Delta m\,c^2$$

• $1\ \text{u} = 931{,}5\ \text{MeV}/c^2$.
• Năng lượng liên kết riêng $\varepsilon = \dfrac{W_{lk}}{A}$ (MeV/nucleon): càng lớn thì hạt nhân càng bền.

3. Định luật phóng xạ

$$N = N_0\cdot 2^{-t/T} \qquad m = m_0\cdot 2^{-t/T}$$

• Hằng số phóng xạ $\lambda = \dfrac{\ln 2}{T}$.
• Độ phóng xạ $H = \lambda N = H_0\cdot 2^{-t/T}$ (Bq).
• $t$ và $T$ phải cùng đơn vị thời gian.

4. Phản ứng hạt nhân

• Bảo toàn số khối, điện tích, động lượng và năng lượng toàn phần.
• Không bảo toàn khối lượng nghỉ.
• Năng lượng toả ra: $\Delta E = (m_{\text{trước}} - m_{\text{sau}})\,c^2$.
• Phân hạch và nhiệt hạch đều là phản ứng toả năng lượng.