Vật lý đại cương/Phân rã hạt nhân

Tủ sách mở Wikibooks
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm

Lịch Sử[sửa]

Năm 1896, nhà vật lý người Pháp Henri Becquerel và sau đó là ông bà Pierre Curie và Marie Curie phát hiện ra rằng các hợp chất của Uranium khi có khả năng tự phát ra những tia không nhìn thấy được đi xuyên qua vật mà tia sáng thường không có khả năng đi qua được gọi là các tia phóng xạ và phân hủy thành các Hạt Gamma, Hạt Beta dưới ánh sáng mặt trời. Hiện tượng này gọi là Phân Rả Phóng Xạ và Uranium gọi là Chất Phóng Xạ

Ngoài sự phân rã tự nhiên của các chất phóng xạ, tia phóng xạ cũng còn được quan sát từ các nguồn khác như các lò phản ứng hạt nhân, máy gia tốc hay va chạm của các tia vũ trụ trong khí quyển Trái Đất. Các lò phản ứng hạt nhân có thể tạo ra dòng hạt neutron mạnh. Các máy gia tốc có thể sinh ra dòng các hạt tổ hợp có khối lượng cao hơn. Còn tia vũ trụ có thể sản sinh muon và meson. Thuật ngữ tia phóng xạ cũng có thể mở rộng, để bao gồm các dòng hạt chuyển động nhanh phát ra từ các nguồn này.

Phân Rã Phóng Xạ Hạt Nhân[sửa]

Phân Rã Phóng Xạ Hạt Nhân là hiện tượng xảy ra đối với các chất có Hạt nhân không bền hay Hạt nhân phóng xạ (có Z>82) tự phân rã thành chất có Hạt nhân bền đồng thời giải thoát Nhiệt và ba Tia Vật chất vô hình Alpha, Beta, Gamma di chuyển với vận tốc ánh sáng.

Phân rã Hạt nhân[sửa]

Phân rã hạt nhân là quá trình hạt nhân của các nguyên tử phóng xạ có số khối lượng lớn ( Ví dụ [[uranium]) tự vỡ ra thành các mảnh hạt nhân có khối lượng nhỏ hơn . Trong quá trình phân rã hạt nhân đều có sự Hụt khối lượng, tức là tổng khối lượng của các hạt tạo thành nhỏ hơn khối lượng hạt nhân ban đầu. Khối lượng bị hao hụt này được chuyển hóa thành năng lượng nhiệt rất cao được tính theo công thức nổi tiếng của Albert Einstein

E = Δm c2 = M c2
E , Nhiệt Lượng
Δm , Khối Lượng Hụt
c , vận tốc ánh sáng trong chân không , 299792458 m/s

Phóng Xạ Hạt Nhân[sửa]

Ur ---> He + Z + E +
C ---> N + Z + E +

Các dòng hạt chuyển động nhanh phóng ra từ các chất phóng xạ có Hạt Nhân không bền cho ra ba tia phóng xạ di chuyển với vận tốc ánh sáng trong chân không của Sóng Điện Từ . Sóng có Sóng điện vuông góc với sóng từ


Các Tia Phóng Xạ có khả năng đi xuyên qua vật

Các hạt alpha có thể dễ dàng chặn lại bởi một tờ giấy. Tia beta cần miếng kim loại để chặn. Trong khi đó . dòng tia gamma có khả năng xuyên qua vật chất cao; cần một khối vật chất có mật độ dày đặc chặn lại. (Do đó các nhà máy hạt nhân đều sử dụng chì trong quá trình xây dựng và vận hành để chắn các tia phóng xạ, vì Chì có số khối rất lớn, tỉ lệ Số notron/ Số proton xấp xỉ 1,5) Các hạt notron hầu như không tương tác với vật chất và có thể xuyên qua tất cả và đi ra ngoài vũ trụ.
Alfa beta gamma radiation.svg

Các Tia Phóng Xạ có khả năng giải thoát Điện tử ra khỏi Nguyên tử vật chất trở thành Điện tử tự do

làm cho vật trở thành Dẫn Điện. .

Tia phóng xạ và Điện[sửa]

Dưới tác dụng của điện trường tia phóng xạ bị tách làm 3 tia

  • Tia Alpha đi lệch về phía cực âm của điện trường, bao gồm các hạt anpha mang điện tích dương gấp 2 lần điện tích của proton . Có khối lượng bằng khối lượng của nguyên tử heli.
  • Tia Beta đi lệch về phía cực dương của điện trường bao gồm các hạt Điện tử electron.
  • Tia Gamma Không lệch về cực nào của điện trường, có bản chất như tia sáng.