Đang tải... (xem toàn văn)
BÀI TẬP NHÓM VẬT LÝ HẠT NHÂN VÀ HẠT CƠ BẢN PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA VẬT LÝ - - BÀI TẬP NHÓM VẬT LÝ HẠT NHÂN VÀ HẠT CƠ BẢN 2013 PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Giảng viên hướng dẫn : Nhóm thực : PGS.TS Trương Minh Đức Nhóm 2B - Lý 4A Điểm: 9,5 Huế, tháng 11 năm 2013 MỤC LỤC CHƯƠNG III PHẢN ỨNG HẠT NHÂN I Phân loại phản ứng hạt nhân Định nghĩa Phản ứng hạt nhân q trình vật lý, xảy tương tác hạt nhân với hạt nhân khác với nucleon khoảng cách nhỏ khoảng 10 -15 m, qua trình hạt nhân nguyên tử thay đổi trạng thái ban đầu (thành phần, lượng ) tạo hạt nhân hay hạt giải phóng lượng Phân loại phản ứng hạt nhân Nếu dựa vào hạt bay đến, thường hạt nhân nhẹ người ta phân loại phản ứng hạt nhân gồm: - Phản ứng hạt nhân tác dụng neutron - Phản ứng hạt nhân tác dụng hạt tích điện như: p, e, α, D,T,… - Phản ứng hạt nhân tác dụng lượng tử gamma Nếu dựa vào chế phản ứng người ta phân loại: - Phản ứng hạt nhân trực tiếp: Là phản ứng chỉ quan sát thấy lượng cao Nghĩa có thể coi nucleon tới vào hay dời khỏi quỷ đạo mẫu võ mà không làm nhiễu loạn nucleon khác hạt nhân - Phản ứng hạt nhân hợp phần: Hạt tới hạt nhân tạo thành hạt nhân gọi hạt nhân hợp phần tồn trạng thái kích thích thời gian ngắn rời phân cỡ 10-16s Các phản ứng đặc biệt như: -Phản ứng phân hạch hạt nhân nặng, phản ứng nhiệt hạt nhân hay phản ứng tổng hợp… Tuy thời gian ngắn để có thể quan sát trực tiếp hạt nhân hợp phần vẫn rất lớn so với thời gian hạt xuyên qua hạt nhân (cỡ 10-21s) Các kênh phản ứng: Khi hạt a tương tác với hạt nhân A phản ứng có thể xảy nhiều cách khác Người ta phân thành loại: a Phản ứng hạt nhân thực Là phản ứng tính chất bên thành phần hạt nhân bia thay đổi, đờng thời có hạt nhân bay a+A→ B+b Trong đó: B chỉ hạt nhân sản phẩm phản ứng b chỉ hạt nhân bay sau phản ứng Đôi lúc người ta ký hiệu: A(a,b)B Nếu chỉ quan tâm đến hạt bay tới hạt bay sau phản ứng chỉ ghi (a,b) gọi kênh (a,b) Ví dụ: p + Au197 → D + Au196* hay Au197 ( p, d ) Au196* p + Au197 → γ + Hg 198 hay Au197 ( p, γ ) Hg 198 b Tán xạ đàn hồi Trạng thái nội hạt tương tác không thay đổi động lượng động hạt lại thay đổi (nếu hạt nhân lùi trạng thái bản) a + A → A+ a A: Chỉ trạng thái lượng Ví dụ: n + Pb 208 → n + Pb 208 c Tán xạ khơng đàn hồi: Có thay đổi trạng thái nội hạt tương tác a + A → A*+ a Trong A* chỉ hạt nhân trạng thái lượng kích thích a chỉ hạt a trạng thái khác Mỗi phản ứng kênh phản ứng Trong kênh chia kênh vào kênh Mơ sau: Nhiều vấn đề phản ứng hạt nhân có thể xác định nhờ áp dụng định luật bảo toàn, kết phản ứng hạt nhân chỉ có thể xảy theo loại kênh nhất định mà II CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN Định luật bảo tồn điện tích sớ nuclon a Định luật bảo tồn điện tích (Z) Nhiều nghiên cứu thực nghiệm chứng tỏ rằng: Tổng đại số điện tích hạt tham gia phản ứng tổng đại số điện tích sản phẩm phản ứng Ví dụ: 1 7 H + Li → Be + 01n b Định luật bảo tồn sớ nuclon Trong phản ứng thơng thường (khơng sinh phản hạt) số nuclon toàn phần bảo toàn Định luật bảo tồn lượng xung lượng Hạt nhân có kích thước rất nhỏ (cỡ 10 -12 cm), liên kết hóa học ngun tử lại rất nhỏ, hệ hai hạt nhân tương tác với có thể xem hệ lập, đó: Tổng lượng xung lượng hạt hệ bảo toàn a) Năng lượng phản ứng Xét phản ứng định luật bảo toàn lượng viết: (ma + mA ) c + Ta + TA = (mb + mB ) c + Tb + TB Trong đó: Ti động hạt i T1 = Ta + TA động trước phản ứng T2 = Tb + TB động trước phản ứng (3.2.1) Thường hạt nhân A (hạt nhân bia) đứng yên (T A = 0) ⇒ T1 = Ta thay vào (3.2.1) ta được: ( m a + m A ) - ( m b + m B ) c = T2 - T1 Đặt E01 = (ma + mA ) c ; E02 = (mb + mB ) c Nói chung E01 ≠ E02, ký hiệu gọi lượng nghỉ, E01 − E02 gọi lượng phản ứng Ký hiệu Q: Q = E01 − E02 = T2 − T1 (3.2.2) Vậy lượng phản ứng hạt nhân phần lượng Q tỏa hiệu động sau trước phản ứng Từ biểu thức (3.2.2) ta suy hệ thức: Q = ( ma + mA ) - ( mb + mB ) c Hệ thức chứng tỏ Q/c2 với ý nghĩa khối lượng tương đương lượng giải phóng lượng phản ứng Như lượng tỏa phản ứng hạt nhân có thể tính trực tiếp từ khối lượng hạt tham gia phản ứng Nếu khối lượng chưa biết xác (thường hạt nhân B) có thể tính khối lượng đa biết Q từ giá trị động đo trực tiếp * Nếu Q > 0: Thì phản ứng xảy kèm theo tỏa động nhờ lượng nghỉ giảm đi, gọi phản ứng tỏa Phản ứng tỏa có thể xảy với bất kỳ lượng hạt tới (nếu lượng đủ để vượt qua rào Coulomb hạt nhân hạt tới tích điện) Ví dụ: Phản ứng tỏa D + D → 23 He + 01n, Q = 3, 25MeV D + T → He + 01n, Q = 17, 6MeV Năng lượng tổng hợp hạt nhân nhẹ ̴ 106 lần lớn lượng hóa học lượng phản ứng nhiệt hạt nhân Phản ứng phân hạch hạt nhân Urani (U235) thuộc loại tỏa cho lượng cỡ 200 MeV dạng chủ yếu động mảnh * Nếu Q < 0: Thì phản ứng xảy kèm theo tăng lượng nghỉ nhờ việc giảm động năng, gọi phản ứng thu Phản ứng thu chỉ xảy lượng hạt tới đủ cao: Vì từ Q = T − T suy Các phản ứng 7Li(p,n) 47Be , T1 = T2 + Q Be (γ,n) 24He , 14 N (α,p) 7O có Q < 0, Q ~ - (1+2) MeV Ví dụ: Ta tính Q phản ứng hạt nhân sau: He + 14 N → 17O + 11H ∆m = mα + mN − (mH + mO ) = (4,00386 +14,00753) - (1,000813+17,00450) = - 0,00124 (đvklnt) Nên Q = - 0,00124.931 = -1,16 (MeV) Phản ứng thu lượng 1,16 MeV * Nếu Q =0: Ứng với trường hợp tán xạ đàn hồi, lúc , T1 = T2 E01 = E02 , định luật bảo tồn khơng với lượng tồn phần mà đứng với lượng nghỉ động từng hạt tham gia phản ứng (Nghĩa khối lượng từng hạt) b Sõ ðồ nãng lýợng phản ứng hạt nhân Từ a + A→b+ B , theo ðịnh luật bảo toàn xung lýợng: u u r r u r u r Pa + PA = PB + Pb Thýờng thýờng u r PA = 0, u r (3.2.3) u u Theo giả thiết N Bohr có thể xem phản r r Pa = P B + P b ứng xảy theo hai giai ðoạn Giai ðoạn 1: Gia ðon hiÌnh thnh ht nhân hõịp phâÌn a+ A→0 Hạt nhân có tham số hạt nhân hồn tồn xác định( điện tích, khối lượng, hệ thống mức lượng, Spin…) có thời gian sống lâu cỡ > 10 -16s, gọi hạt nhân hợp phần Giai ðoạn 2: Giai ðon phân r ht nhân hõịp phâÌn 0→b+ B Theo gi thiêìt ca N.Bohr: Trong cc mâÞu câìu trc ht nhân, thiÌ mâÞu git N.Bohr ðêÌ xýõìng, cc nuclon ðýõịc xem l týõng tc mnh võìi giơìng nhý cc phân týỊ mơịt git châìt lng, râìt thịn lõịi cho viêịc gii thiìch vêÌ phn ýìng ht nhân Phn ýìng ht nhân ðýõịc mơ t theo cõ chêì hõịp phâÌn nhý sau: a + X → C* → b + Y Trong ð C* l ht nhân hõịp phâÌn õỊ trng thi kiìch thiìch Chng ta hy hiÌnh dung ht ðn a ði vo ht nhân bia X, to thnh cc ht nhân hõịp phâÌn C* õỊ trng thi kiìch thiìch Ht ðn (c thêỊ l mơịt notron) ðýõịc cìn vo nhýÞng chuỊn ðơịng hơÞn lon nhý cc nuclơn ca ht nhân Khi ð nang lýõịng kiìch thiìch m ht ðn ðýa vo nhanh chng ðýõịc chia s cho cc nuclơn khc Trng thi gi bêÌn C * tơÌn ti thõÌi gian cõÞ 10.10-6 s v phân r thnh hai ht b v Y Mơịt ht nhân hõịp phâÌn C* c thêỊ phân r thnh nhiêÌu cch kh diÞ Chng hn c cch kh diÞ to thnh ht nhân hõịp phâÌn v cch kh diÞ m n c thêỊ phân r: sản phẩm bao giờ nhỏ khối lượng hạt thành phần (do tượng hụt khối) nên ( mA + ma ) c Q = T −T > ' ' nằm mức lượng cao ( mB + mb ) c Từ sơ đồ ta thấy ứng với trường hợp phản ứng tỏa Tương tự cho trường hợp phản ứng thu ta có: Q = T2' − T1' < * Xét phản ứng hạt nhân 32 16 Q = -0,92 MeV S + n → 32 Ρ + p 15 (3.2.14) Động nhỏ nhất neutron để xảy phản ứng: ( Tn ) = Q mA + ma ÷ = 0,92 32 + ÷ ≈ 0,95 MeV mA 32 Lúc giá trị ngưỡng phản ứng T = Q, T = ' ' chủn động hệ phịng thí nghiệm với cùng vận tốc Như động hạt nhân hợp phần: ma T0 = ÷.Ta mA + ma T1 = ÷.0,95 = 0, 03MeV 33 phân chia cho hạt nhân sản phẩm theo khối lượng chúng Tp T32 Ρ = 32 nghĩa Tp = T0 ≈ KeV 33 Chú ý động proton tạo thành nhỏ nhất 1KeV, nghĩa ln ln khác khơng (trong hệ phịng thí nghiệm) không bao giờ nhỏ 1KeV Xét hai phản ứng tổng hợp hạt nhân nhẹ tỏa ( a) ( b) 2 H + H → 23 He + n Q = 3, 25 MeV H + H → He + n Q = 17, MeV ( 3.2.16 ) ( 3.2.17 ) Các phản ứng cho ta thu neutron nhanh rất đơn Ta xét trường hợp đặc biệt, hạt b (là neutron) bay góc 90 so với phương hạt tác dụng a (Deuteron) Định luật bảo toàn động lượng: Pa = Pb + PB (hạt A ban đầu đứng yên) Ta = T1; Tb + TB = T2; Q = T2 - T1; Ta + Q = T2 = Tb + TB (*) Pa2 + Pb2 = PB2 Từ cơng thức P2 = 2mT ta có: Từ (*) (**) ta có: ma mB mb ÷Ta + mB ÷Tb = T B ( **) m − ma mB Tb = Q+ B Ta mb + mB mb + mB (3.2.18) Với giá trị động cỡ Ta ≈ 0,2 MeV, phản ứng xảy rất mạnh Trong trường hợp này, động neutron bay góc 900 so với chùm deuteron tới là: Tn = 3, 25 + 0, ≈ 2,5 MeV 4 Tn = 17, + 0, ≈ 14 MeV 5 (với phản ứng a) (với phản ứng b) Giản đồ xung lượng phản ứng hạt nhân a Tán xạ đàn hồi hạt giản đồ xung lượng tán xạ * Tán xạ đàn hồi: Tán xạ đàn hồi q trình tương tác hai hạt, tổng động hai hạt không thay đổi chỉ có phân phối lại động thay đổi lại phương chuyển động hai hạt Trong vật lý hạt nhân, lực tương tác tán xạ đàn hồi lực Culơng lực hạt nhân Các hạt tích điện có lượng thấp tán xạ lực Culơng Neutron hạt tích điện có lượng cao tán xạ hạt nhân tác dụng lực hạt nhân Đặc trưng cho tán xạ tham số va chạm, khoảng cách nhắm ρ (cổ điển), số lượng tử momen quỹ đạo l (lượng tử) Nếu ρ2 > ρ1(ρ < a) ψ1 > ψ2 Theo học lượng tử hạt có xung lượng u , với ρ < a ρ chỉ nhận r P giá trị gián đoạn: (với a khoảng cách tới gần) ρl = h l (l + 1) = λ l (l + 1) < a, p l = 0,1, Momen động lượng hạt: → M = p ρ = h l ( l + 1) * Giản đồ xung lượng tán xạ Nếu phương chuyển động hạt bị tán xạ biết (từ thực nghiệm) ta có phương pháp hình học đơn giản để xác định vận tốc phương chuyển động hạt bay tới, phương pháp gọi phương pháp giản đồ xung lượng Để thiết lập giản đồ xung lượng ta sử dụng hai hệ tọa độ: hệ phịng thí nghiệm hệ tọa độ tâm qn tính + Hệ phịng thí nghiệm: dùng để mô tả cụ thể kết thực nghiệm đo đại lượng góc, khoảng cách, vận tốc… + Hệ tọa độ tâm quán tính: dùng để phân tích kết thực nghiêm Trong điểm không chuyển động khối tâm, hay trọng tâm hai hạt, chọn làm gốc tọa độ Trong hệ tâm qn tính xung lượng hai hạt ln độ lớn ngược chiều Công thức liên hệ vận tốc hạt hệ phịng thí nghiệm hệ tâm qn tính: r r r M v1 + M v v qt = M1 + M Chứng minh: Xét trường hợp tổng quát: Xét hạt có khối lượng M1, M2 chuyển động với vận tốc v1, v2 (xét hệ phịng thí nghiệm) tâm qn tính nằm hai hạt chia khoảng cách hai hạt thành hai đoạn tỉ lệ với khối lượng: M 1O ' M = O ' M M1 (*) Chọn O gốc tọa độ gắn với người quan sát (hệ PTN), tọa độ hai hạt tương ứng là: x1 = OM x2 = OM (**) Từ hình vẽ ta có: x −x M M 1O ' M = ⇒ qt = O ' M M1 x2 − xqt M Trong đó: xqt tạo độ tâm quán tính so với gốc O (gắn với hệ PTN) (***) ⇒ (xqt – x1)M1 = M2(x2 – xqt) M1xqt – M1x1 = M2x2 – M2xqt (m1 + m2)xqt = M1x1 + M2x2 ⇒ mà x tỉ lệ với vận tốc nên: M x + M x2 xqt = 1 M1 + M r r r M v1 + M v v qt = M1 + M (***) Nếu M1 = M2 = M: hạt đứng yên, hạt chuyển động với vận tốc r (hệ v phịng thí nghiệm), tâm qn tính hệ ln ln nằm khoảng cách hạt chuyển động với vận tốc v vqt = Điều mô tả sau: Khi hệ tâm quán tính: • Vận tốc hạt M1 : v1' = v − vqt = • v Vận tốc hạt M2 : ' v2 = − vqt = − v Xung lượng hai hạt: p ' M1 v =M v =M , ' 1 ' p 'M2 = M 2v2 = − M v ur u ur u'u uu ⇒ p 'M1 = pM Nếu M1 ≠ M2: tâm quán tính nằm hai hạt chia khoảng cách hai hạt thành hai đoạn tỷ lệ nghịch với khối lượng M 1O ' M = O ' M M1 Nếu M2 đứng yên M1 chuyển động với vận tốc r ta đặt gốc tọa độ O (phịng thí v nghiệm) M2 , tọa độ M1 hệ phịng thí nghiệm x, tọa độ tâm qn tính O’ xqt xqt M = x − xqt M vqt = hay xqt = M1 x M1 + M M1 v M1 + M Do vận tốc M1 M2 hệ tâm quán tính là: ' vM1 = v − vqt = ' vM1 = − vqt = − M2 v M1 + M2 M1 v M + M2 Xung lượng hạt hệ tâm quán tính là: ' ' PM1 = M 1vM1 = M 1M M2 v= PM M + M2 M + M2 ' ' PM = M vM = − → M M1 M2 v=− PM M + M2 M + M2 → ' ' ⇒ pM1 = − pM Như tổng xung lượng hai hạt hệ tâm quán tính ln ln khơng Xây dựng giản đồ thực nghiệm Giả sử hạt có khối lượng M1 chuyển động với vận tốc r tới va chạm đàn hồi với hạt v đứng yên khối lượng M2 (xét trường hợp thường gặp M1 < M2 ) Giả sử u u biểu diễn xung lượng u u M1 hạt hệ phịng thí nghiệm ur ur AB PM1 trước tán xạ Xung lượng u u hạt M2 ur PM Ta chia đoạn thẳng AB hai đoạn tỷ lệ với khối lượng hai hạt: AO M = OB M Giản đồ xung lượng tán xạ uu uu ur ur OB = AB ur ur M2 M u u u 'u = PM1 = PM1 M1 + M M1 + M u u : xung lượng M1 trước tán xạ hệ tâm quán tính ur ' PM1 Theo định luật bảo tồn xung lượng tính chất hệ tâm qn tính xung lượng hạt M2 phải u u ngược chiều ur ' PM1 u ur u u u u r u u u u ur uu ur P 'M1 = OB P 'M = OC Khi mô tả trình tán xạ hai hạt hệ tâm quán tính dẫn đến việc quay cặp xung lượng góc θ’ Xung lượng M1 , M2 sau tán xạ: ur u ∨ uu ur P 'M1 = OD ur u ∨ uu ur P 'M1 = OE Chủn sang hệ tọa độ phịng thí nghiệm hệ tâm quán tính chuyển động với vận tốc: → vqt = M1 → v M1 + M Trong chuyển động hai hạt cùng tham gia nên hai hạt có thêm xung lượng phụ chuyển động theo → → → r P = M v = M1 v = M1 P M1 ÷ qt M M1 + M M1 + M theo → → M M1 r M2 → PM ÷ = M vqt = v= PM1 M1 + M M1 + M theo → P M1 ÷ theo → P M2 ÷ theo biểu diễn đoạn → AO Xung lượng M1 hệ quán tính sau va chạm: ur u ∨ → OB → P 'M1 = OD Xung lượng phụ để chủn hệ phịng thí nghiệm uu ur (P ) M1 Tổng hợp vectơ: u u u u u u , ur ur ur AD = OD + AO → ( PM1 theo uu ur = OA : xung lượngcủa M1 sau va chạm hệ phịng thí nghiệm Tương tự: ur u ( uu ur P 'M = OE u r uu ur PM2 = OB ) theo uu uu uu uu uu ur ur ur ur ur DB = OB + OE = OB − OD ( u u Xung lượng giật lùi hạt nhân sau va chạm hệ thí nghiệm) ur OB Vectơ xung lượng u u u u cùng với xung lượng M1 u ur ur r AD DB P M1 u u tạo nên ur = AB tam giác nên → P M1 → ( ( = P M1 + P M → (Đúng với định luật bảo toàn động lượng) Vậy xung lượng hạt tán xạ hệ tọa độ tâm qn tính hệ tọa độ phịng thí nghiệm biểu diễn bảng sau: Để tìm xung lượng hạt tán xạ hạt nhân giật lùi ta thực theo bước sau: a Vẽ vecto → xung lượng hạt tán xạ tới: AB → → P M1 = AB b Dùng điểm O chia đoạn AB theo tỷ số khối lượng AO M = OB M c Từ A vẽ đường thẳng tạo thành góc θ với phương AB thí nghiệm) cắt vòng tròn D, nối BD d Vẽ đường kính qua D u u : xung lượng hạt tán xạ sau va chạm ur AD ∧ : góc tán xạ M1 BAD = θ u u : xung lượng hạt nhân giật lùi ur DB ∧ DBA = ϕ : góc tán xạ hạt nhân giật lùi (góc tán xạ biết trước : góc tán xạ M hệ tâm quán tính trước sau va ∧ DOB = θ ' chạm u u u u : xung lượng hạt M2 hệ tâm quán tính trước sau ur ur OC OE va chạm e Động tổng cộng hai hạt hệ tâm quán tính: T = T +T = ' Thay ' ' ' M 1vM1 M2 ' vM = v M + M2 ; + ' M vM 2 M1 ' vM = − v M + M2 vào T’ M M v2 M2 v2 T' = ữ = T= M1 + M M1 + M Với M1 M µ= M1 + M khối lượng rút gọn f Động chuyển động theo hai hạt: Ttqt = mà vtqt = tqt M1 v M1 + M T= Nên: Ttqt = Do đó: ( M1 + M ) v2 M 1v 2 M 12 v M1 = T M1 + M 2 M1 + M T = T ' + Ttqt (T động ban đầu M1 hệ phòng thí nghiệm) g Động hạt M1 , M2 hệ phịng thí nghiệm sau va chạm: * Hạt M1 ( M + M − 2M 1M cos 2ψ TM1 = T ( M1 + M ) Khi ψ = 0, cos2ψ = thì: ( TM1 ( ) Khi M − M2 = ÷T M1 + M ( π ( TM1 ) max = T ψ = , cos 2ψ = −1, : * Hạt M2 : ( TM = M 1M ( M1 + M ) Khi ψ = 0, cos2ψ = thì: ( + cos 2ψ ) T ( (T ) M2 Khi ψ= max = M 1M ( M1 + M ) T ( π , cos 2ψ = −1, : ( TM ) = Theo định luật bảo toàn lượng tán xạ đàn hồi: ( ( T = TM1 + TM - Hệ thức góc tán xạ hạt hệ tọa độ phịng thí nghiệm là: tgθ = tgθ = sin 2ψ M1 − cos 2ψ M2 sin θ ' M1 + cos θ ' M2 b) Giản đồ xung lượng phản ứng hạt nhân Quá trình động học xảy phản ứng hạt nhân có thể phân tích nhờ giản đờ xung lượng Xét phản ứng tỏa năng: a+A → → b+B Hạt A đứng yên xung lượng hạt a là: u r Pa Tương tự trường hợp tán xạ đàn hồi, xung lượng hạt sản phẩm có thể thu cách tổng hợp vectơ xung lượng chuyển động theo u r (với vận tốc P theo tâm quán tính r ) xung lượng hệ quán tính ur u v qt u r ur u u u r Pa ' = P 'theo + P a Vì ur u nghĩa u r Pa = P o P' u u r u mà tâm quán tính đặt nhân trung gian nên: u r ma va = mo vo vtqt = v0 = ma P va = a m0 m0 xung lượng theo hạt sản phẩm b B là: ( Pb ) theo (3.2.33) m mb = mb vtqt = b Pa ≈ Pa m0 mB + mb ( PB ) theo = mB vtqt = mB mB Pa ≈ Pa m0 mB + mb Hai vectơ có thể thu cách chia xung lượng ban đầu u hai khoảng tỉ r Pa lệ với khối lượng hạt sản phẩm b B Xung lượng hạt sản phẩm hệ tâm qn tính có thể tính: + Theo sơ đồ lượng: mA T =T +Q = Ta + Q mA + ma ' Từ công thức P = 2mT ' xung lượng P2' = µbBT2' (3.2.34) (3.2.35) mA P P2' = µ Bb +Q÷ mA + ma 2ma a P2' = Pa µ Bb mA Q + ÷ ma mA + ma Ta Trong hệ tâm qn tính: (3.2.36) µ Bb mA Q + ÷ ma mA + m a Ta P2' = Pb' = PB' = Pa Khác với tán xạ đàn hồi, P2' ≠ P ' Vectơ u u biểu diễn r , dùng điểm O chia AB hai đoạn tỉ lệ với khối lượng ur AB Pa hạt sản phẩm tạo thành: AO mb = OB mB lấy O làm tâm , vẽ vịng trịn bán kính (3.2.37) R = P2' = Pa µ Bb mA Q + ÷ mA + ma mA + ma Ta Các xung lượng hạt b B hệ quán tính biểu diễn bán kính đối nhau, ví dụ: u u u u làm góc θ’ với u u ur ur ur OC uu ur AO = OD AB uu ur r r mb mB Pa , OB = Pa mB + mb mB + mb (3.2.38) xung lượng chuyển động theo hạt b B Do u u ur u u u u xung lượng b phịng thí nghiệm ur ur AC = OC + AO u u u u u u u u u u xung lượng hệ B phòng thí nghiệm ur ur ur ur ur CB = OB + OD = OB − OC Các góc bay hạt b B hệ phịng thí nghiệm θ ψ, cịn góc bay hạt b hệ tâm qn tính θ’ Giản đờ xung lượng vẽ trường hợp Q > Tuy nhiên trường hợp Q < Nhờ giản đờ xung lượng ta có thể xác định đờ thị có thể có lượng góc bay hạt sản phẩm phản ứng Để minh họa ta xây dựng giản đồ xung lượng phản ứng 2 H + H → 23 He + n H + H → He + n Q = 3.25 MeV Q = 17.6 MeV Ở neutron tạo góc 900 so với phương deuteron tới Từ đờ thị, ta thấy xung lượng neutron có thể tính từ tam giác vng OAC mà ta có: mb OA = Pa mB + mb (3.2.39) (xung lượng chuyển động kéo theo hạt b) OC = Pa Bb mA Q + ữ ma mA + ma Ta (xung lượng b hệ khối tâm) Nếu xây dựng giản đồ xung lượng tỉ lệ đúng, ta có thể dùng thước đo để xác định xung lượng lượng neutron phát : µ ⇒ Pb = Pa2 Bb ma µ = Pa Bb ma mA mb Q + ÷ − Pa2 mA + ma Ta mB + mb 2 mA Q mb + ÷− ÷ mA + ma Ta mB + mb So sánh giản đồ xung lượng tán xạ giản đồ xung lượng phản ứng hạt nhân: ... tháng 11 năm 2013 MỤC LỤC CHƯƠNG III PHẢN ỨNG HẠT NHÂN I Phân loại phản ứng hạt nhân Định nghĩa Phản ứng hạt nhân trình vật lý, xảy tương tác hạt nhân với hạt nhân khác với nucleon khoảng cách... qua trình hạt nhân nguyên tử thay đổi trạng thái ban đầu (thành phần, lượng ) tạo hạt nhân hay hạt giải phóng lượng Phân loại phản ứng hạt nhân Nếu dựa vào hạt bay đến, thường hạt nhân nhẹ người... phần: Hạt tới hạt nhân tạo thành hạt nhân gọi hạt nhân hợp phần tờn trạng thái kích thích thời gian ngắn rồi phân cơ? ? 10-16s Các phản ứng đặc biệt như: -Phản ứng phân hạch hạt nhân nặng, phản