Bài 15. Năng lượng liên kết hạt nhân

Hướng dẫn giải

Hạt	Kí hiệu	Khối lượng (amu)	Năng lượng (MeV)	Năng lượng (J)
Proton	\({}_1^1H\)	1,007276	938,28	1,51.10-10
Neutron	\({}_0^1n\)	1,008665	939,57	1,51.10-10
Carbon 12	\({}_6^{12}C\)	11,996706	11174,93	1,79.10-9
Helium 4	\({}_2^4He\)	4,001505	3727,4	5,98.10-10
Oxygen 16	\({}_8^{16}O\)	15,990523	14895,17	2,39.10-9
Sodium 23	\({}_{11}^{23}Na\)	22,983730	21409,34	2,68.10-8
Uranium 235	\({}_{92}^{235}U\)	234,993422	218896,37	3,51.10-8

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

m_C = 12 (u) = 1,993.10^-26 (kg)

r_C = 1,2.10^-15.A^1/3 = 1,2.10^-15.12^1/3 = 2,75.10^-15 (m)

\({V_c} = \frac{4}{3}\pi {r^3} = \frac{4}{3}\pi {(2,{75.10^{ - 15}})^3} = 8,{71.10^{ - 44}}{m^3}\)

\( \to d = \frac{m}{V} = \frac{{1,{{993.10}^{ - 26}}}}{{8,{{71.10}^{ - 44}}}} = 2,{3.10^{17}}kg/{m^3}\)

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

\({E_{lkr}} = \frac{{{E_{lk}}}}{A} = \frac{{\Delta m{c^2}}}{A}\)

\({E_{lkr(C)}} = \frac{{\left( {\left( {6.1,007276 + 6.1,008665} \right) - 11,996706} \right).931,5}}{{12}} = 7,68MeV/nucleon\)

\({E_{lkr(He)}} = \frac{{\left( {\left( {2.1,007276 + 2.1,008665} \right) - 4,001505} \right).931,5}}{4} = 7,07MeV/nucleon\)

\({E_{lkr(O)}} = \frac{{\left( {\left( {8.1,007276 + 8.1,008665} \right) - 15,990523} \right).931,5}}{{16}} = 7,98MeV/nucleon\)

\({E_{lkr(U)}} = \frac{{\left( {\left( {92.1,007276 + 143.1,008665} \right) - 234,993422} \right).931,5}}{{235}} = 7,59MeV/nucleon\)

Hạt nhân bền vững nhất là \({}_8^{16}O\); Hạt nhân kém bền vững nhất là \({}_2^4He\)

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

\({F_d} = k\frac{{{q_1}{q_2}}}{{{r^2}}} = {9.10^9}\frac{{{{(1,{{6.10}^{ - 19}})}^2}}}{{{{({{1.10}^{ - 15}})}^2}}} = 230,4N\)

→ Lực đẩy tĩnh điện lớn hơn rất nhiều so với lực hấp dẫn giữa hai proton cách nhau 1fm.

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

E_{lk (He)} = 0,030377.931,5 = 28,3 (MeV)

E_{lk (O)} = 0,137005.931,5 = 127,62 (MeV)

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

Vì hạt nhân \({}_1^1H\) chỉ có duy nhất 1 proton nên không có năng lượng liên kết.

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

Độ bền vững của hạt nhân phụ thuộc vào năng lượng liên kết riêng

Đáp án B

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

∆m = (82.1,007276 + 124.1,008665) - 205,974466 = 1,696626 (amu)

E_lk = ∆mc² = 1,696626.931,5 = 1580,41 (MeV)

\({E_{lkr}} = \frac{{{E_{lk}}}}{A} = \frac{{1580,41}}{{206}} = 7,67MeV/nucleon\)

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

a)

\({E_{lk}} = \Delta m{c^2} = \left( {\left( {26.1,007276 + 30.1,008665} \right) - 55,934936} \right).931,5 = 478,97MeV\)

\({E_{lkr}} = \frac{{{E_{lk}}}}{A} = \frac{{478,97}}{{56}} = 8,56MeV/nucleon\)

b) So sánh mức độ bền vững: Fe > O > C > U > He

c) Theo Hình 15.2, năng lượng liên kết riêng của Fe ≈ 8,8 MeV/nucleon

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)

Hướng dẫn giải

m_He = (2.1,007276 + 2.1,008665) - 4,001505 = 0,030377 (amu)

∆m_O = (8.1,007276 + 8.1,008665) - 15,990523 = 0,137005 (amu)

(Trả lời bởi Nguyễn Quốc Đạt)