Điều kiện để một phản ứng tỏa năng lượng là gì? Tại sao sự phóng xạ là phản ứng tỏa năng lượng

Bài 54: Phản ứng hạt nhân

Câu 3 (trang 278 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Điều kiện để một phản ứng tỏa năng lượng là gì? Tại sao sự phóng xạ là phản ứng tỏa năng lượng? nêu ví dụ về hai phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.

Lời giải:

Năng lượng thu – tỏa của phản ứng hạt nhân:

ΔE = (m₀ - m).c² ( )

Trong đó:

   m₀ = m_X1 + m_X2 là tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng.

   m = m_X3 + m_X4 là tổng khối lượng các hạt nhân sau phản ứng.

* Nếu m₀ > m ⇔ ΔE > 0 phản ứng toả năng lượng ΔE dưới dạng động năng của các hạt X₃, X₄ hoặc phôtôn γ. Trong phản ứng toả năng lượng các hạt sinh ra có độ hụt khối lớn hơn nên bền vững hơn.

* Nếu m₀ < m ⇔ ΔE < 0 phản ứng thu năng lượng |ΔE| dưới dạng động năng của các hạt X₁, X₂ hoặc phôtôn γ. Trong phản ứng thu năng lượng các hạt sinh ra có độ hụt khối nhỏ hơn nên kém bền vững.

* Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân nguyên tử của một số nguyên tố (kém bền vững) tự phóng ra các bức xạ rồi biến đổi thành hạt nhân nguyên tử của các nguyên tố khác (bền vững hơn). Tức là các hạt sinh ra có độ hụt khối lớn hơn nên bền vững hơn.

→ phản ứng toả năng lượng ΔE dưới dạng động năng của các hạt nhân con hoặc phôtôn γ.

* Ví dụ về hai phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng:

Lưu ý: Các hiện tượng: phóng xạ, phân hạnh, nhiệt hạch luôn là phản ứng hạt nhân tỏa năng lượng.