I. CẤU TẠO HẠT NHÂN
- Cấu tạo: Hạt nhân nguyên tử gồm proton (p) và neutron (n).
- Điện tích hạt nhân: q=Z (với là số proton).
- Số khối: A=Z+N (với là số neutron).
- Đồng vị: Các nguyên tử có cùng số proton nhưng khác số neutron.
II. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN
- Độ hụt khối: Δm=(Zmp+Nmn)−mhn
- Năng lượng liên kết: Elk=Δmc2 (J hoặc MeV).
- Năng lượng liên kết riêng: elk=Elk/A (đánh giá mức độ bền vững của hạt nhân).
III. PHÓNG XẠ
- Hiện tượng: Hạt nhân không bền tự phân rã, phát ra các tia phóng xạ.
- Các loại phóng xạ:
- Phóng xạ α: Phát ra hạt alpha (4He2), giảm Z đi 2, A đi 4.
- Phóng xạ β:
- β⁻ (electron): n→p+e−+νˉ → tăng Z.
- β⁺ (positron): p→n+e++νp → giảm Z.
- Phóng xạ γ: Phát ra tia gamma (năng lượng cao), không thay đổi Z, A.
- Chu kỳ bán rã: N=No. e^−λt
IV. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
- Phản ứng hạt nhân tổng quát:
A+B→C+D - Bảo toàn số khối và điện tích:
- Tổng số proton và neutron không đổi.
- Tổng điện tích trước và sau bằng nhau.
- Năng lượng phản ứng hạt nhân:
Q=[mtrước−msau]c^2 .- Nếu Q>0 : Phản ứng tỏa năng lượng.
- Nếu Q<0: Phản ứng thu năng lượng.
V. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
- Là quá trình hạt nhân nặng tách thành 2 hạt nhẹ hơn kèm theo neutron và năng lượng.
- Ví dụ: 235U92+n→144Ba56+89Kr36+3n+Q^{235}
- Ứng dụng: Nhà máy điện hạt nhân.
VI. PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH
- Là quá trình tổng hợp hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn, giải phóng năng lượng.
- Ví dụ: 2H1+3H1→4He2+n+Q
- Ứng dụng: Phản ứng trong Mặt Trời, bom nhiệt hạch.
VII. ỨNG DỤNG HẠT NHÂN
- Y học: Xạ trị, chụp CT, PET.
- Công nghiệp: Kiểm tra vật liệu, dò tìm khuyết tật.
- Nông nghiệp: Chiếu xạ bảo quản thực phẩm.
- Năng lượng: Nhà máy điện hạt nhân.