Độ hụt khối và năng lượng liên kết của hạt nhân là gì? Chúng có liên quan thế nào

Bài 52: Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử. Độ hụt khối

Câu 4 (trang 265 sgk Vật Lí 12 nâng cao): Độ hụt khối và năng lượng liên kết của hạt nhân là gì? Chúng có liên quan thế nào với sự bền vững của hạt nhân ?

Lời giải:

* Độ hụt khối:

Xét hạt nhân được tạo thành bởi Z proton và N notron:

Gọi m₀ là tổng khối lượng các nuclôn: m₀ = Z.m_p + N.m_n = Z.m_p + (A - Z).m_n và m là khối lượng hạt nhân X (Với mỗi hạt nhân tổng khối lượng các nucleon luôn lớn hơn khối lượng hạt nhân tạo thành m₀ > m)

→ Độ hụt khối của hạt nhân : Δm = m₀ – m

* Năng lượng liên kết hạt nhân X là năng lượng tỏa ra khi các nuclon riêng rẽ liên kết thành hạt nhân hoặc là năng lượng tối thiểu cần thiết để phá vỡ hạt nhân thành các nuclon riêng rẽ: W_lk = Δm.c² = (m₀ - m)c²

* Năng lượng liên kết riêng ε (là năng lượng liên kết tính cho 1 nuclôn): ε = W_lk/A.

*Sự bền vững của hạt nhân: Năng lượng liên kết riêng là đại lượng đặc trưng cho độ bền vững của hạt nhân, năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững và ngược lại. Thực tế các hạt nhân có số khối A trong khoảng 50u đến 80u có năng lượng liên kết riêng lớn nhất (ΔE₀ ≈ 8,8MeV/1nucleon) nên bền hơn các hạt nhân có số khối ngoài khoảng.