1. HỆ THỨC EINSTEIN VỀ MỐI LIÊN HỆ GIỮA KHỐI LƯỢNG VÀ NĂNG LƯỢNG
Hệ thức mô tả mối liên hệ giữa khối lượng $m$ và năng lượng $E$:
\(E=mc^2\)
Trong đó:
- $E$ là năng lượng, đơn vị là jun (J).
- $m$ là khối lượng, đơn vị là kilôgam (kg).
- \(c=3.10^8\) m/s là tốc độ ánh sáng trong chân không.
2. KHỐI LƯỢNG HẠT NHÂN
Vì khối lượng hạt nhân lớn hơn rất nhiều so với electron, nên có thể xem khối lượng nguyên tử xấp xỉ bằng khối lượng hạt nhân.
Để thuận tiện cho việc tính toán, người ta dùng đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu là amu. Trong thực tế đơn vị đo năng lượng thường được sử dụng trong vật lí hạt nhân là MeV.
1 amu \(\approx\) 1,66054.10-27 kg \(\approx\) 931,5 MeV/c2
Hạt | Kí hiệu | Khối lượng (amu) |
|---|
Proton | \(^1_1p\) | 1,007276 |
Neutron | \(_0^1n\) | 1,008665 |
Carbon 12 | \(_6^{12}C\) | 11,996706 |
Helium 4 | \(_2^4He\) | 4,001505 |
Oxygen 16 | \(_8^{16}O\) | 15,990523 |
Sodium 23 | \(_{11}^{23}Na\) | 22,983730 |
Uranium 235 | \(_{92}^{235}U\) | 234,993422 |
Như vậy, khối lượng còn có thể đo bằng đơn vị của năng lượng chia cho c2, cụ thể có thể đo bằng J/c2, eV/c2 hoặc MeV/c2.
3. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN
Lực hạt nhân
Lực hạt nhân là lực tương tác giữa các nucleon và có tác dụng liên kết các nucleon với nhau để tạo thành hạt nhân.
Độ hụt khối
Độ hụt khối của hạt nhân là độ chênh lệch giữa tổng khối lượng các nucleon riêng lẻ và khối lượng hạt nhân thực tế (\(m_X\)), kí hiệu là \(\Delta m\).
\(\Delta m=\left[Zm_p+\left(A-Z\right)m_n\right]-m_X\)
Trong đó:
- \(m_p\) là khối lượng hạt proton;
- \(m_n\) là khối lượng hạt neutron;
- \(m_X\) là khối lượng hạt nhân \(_Z^AX\).
Năng lượng liên kết hạt nhân
Năng lượng tối thiểu dùng để tách toàn bộ số nucleon ra khỏi hạt nhân bằng năng lượng liên kết hạt nhân \(E_{lk}\).
\(E_{lk}=\Delta mc^2\)
Đơn vị: MeV.
Năng lượng liên kết riêng hạt nhân
Năng lượng liên kết riêng đặc trưng cho mức độ bền vững của hạt nhân. Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững:
\(E_{lkr}=\dfrac{E_{lk}}{A}\)
Đơn vị: MeV/nucleon.
