Trong một hạt nhân bền, các proton và neutron có liên kết chặt chẽ với nhau. Khi muốn phá vỡ hạt nhân để tách thành các nuclon riêng rẽ cần phải tốn một năng lượng cung cấp từ bên ngoài cho hạt nhân, năng lượng này có giá trị ít nhất phải bằng năng lượng liên kết giữa các nuclon, mà ta gọi là năng lượng liên kết hạt nhân. Như vậy năng lượng liên kết hạt nhân là năng lượng có trị số bằng công cần thiết để tách hạt nhân thành các nuclon riêng biệt. Năng lượng liên kết được kí hiệu là ∆W và được tính theo công thức: . Trong đó Δm là độ hụt khối.
Nếu một hạt nhân có Z proton, số khối là A và khối lượng nghỉ là Mhn thì công thức độ hụt khối là: ; với mp và mn lần lượt là khối lượng nghỉ của proton và neutron.
Khi dùng đơn vị khối lượng nguyên tử thì công thức tính năng lượng liên kết là:
.
Năng lượng liên kết hạt nhân càng lớn thì liên kết giữa các nuclon càng mạnh. Tuy nhiên, năng lượng liên kết hạt nhân phụ thuộc vào số nuclon trong hạt nhân thể hiện qua độ hụt khối ∆m. Do đó, nếu dùng năng lượng liên kết hạt nhân để so sánh sự bền vững thì không hoàn toàn chính xác: một hạt nhân nhiều nuclon có năng lượng liên kết lớn chưa hẳn đã bền hơn một hạt nhân ít nuclon có năng lượng liên kết nhỏ hơn. Vì vậy, để so sánh độ bền vững giữa các hạt nhân, cần so sánh năng lượng liên kết trung bình cho một nuclon, được gọi là năng lượng liên kết riêng. Như vậy, năng lượng liên kết riêng của hạt nhân, kí hiệu là ε, có giá trị bằng tỷ số giữa năng lượng liên kết và tổng số nuclon của hạt nhân. Năng lượng liên kết riêng càng lớn thì hạt nhân càng bền vững. Hình bên dưới là đồ thị biểu diễn năng lượng liên kết riêng theo số khối A của hạt nhân.
PHẦN TƯ DUY KHOA HỌC/GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
Đơn vị tính của năng lượng liên kết hạt nhân là gì?
Vui lòng chờ trong giây lát!
Thưởng th.1.2025
Bảng xếp hạng
