Giải thích hiện tượng này là gì?
- Neutron có thể kích hoạt một hạt nhân nặng phân tách, giải phóng năng lượng và thêm neutron. Việc quá trình này trở thành phản ứng dây chuyền phụ thuộc vào những gì xảy ra với các neutron đó.
Xây dựng mô hình
- Trong phản ứng phân hạch, hạt nhân nặng phân tách thành các hạt nhân nhẹ hơn.
- Số proton và số nucleon phải cân bằng trong phương trình hạt nhân.
- Tổng khối lượng nghỉ có thể giảm đi; phần chênh lệch tương ứng với năng lượng giải phóng thông qua E = Δmc².
- Phân hạch: Sự phân tách của một hạt nhân nặng thành các hạt nhân nhẹ hơn.
- Phản ứng dây chuyền: Một chuỗi sự kiện mà trong đó sản phẩm sinh ra kích hoạt thêm các sự kiện tiếp theo.
*Neutron đi vào, hai mảnh và hai hoặc ba neutron đi ra, kèm theo năng lượng được giải phóng
Chọn bằng chứng để kiểm định mô hình
- Tách biệt định luật bảo toàn số nucleon khỏi định luật bảo toàn tổng năng lượng.
- Neutron giải phóng có thể gây thêm phân hạch, thoát ra hoặc bị hấp thụ.
- Lò phản ứng được kiểm soát và phản ứng dây chuyền không kiểm soát có các điều kiện quản lý neutron khác nhau.
Trong phòng thí nghiệm: Cân bằng phương trình hạt nhân đã cung cấp, sử dụng dữ liệu khối lượng quy định và xác định hệ thống. Phân tích mô hình hoặc dữ liệu lò phản ứng công bố; đây không phải là nỗ lực của trường học để tạo ra phân hạch hay xử lý vật liệu lò phản ứng.
Bắt đầu từ các đại lượng đã biết
- Đã biết: U-235 hấp thụ một neutron, tạo thành Ba-141, Kr-92 và ba neutron.
- Cân bằng nucleon: 235+1 = 141+92+3 = 236.
- Cân bằng proton: 92 = 56+36.
- Sự giảm khối lượng 2.0×10⁻²⁸ kg tương ứng với 1.8×10⁻¹¹ J khi c=3.0×10⁸ m/s.
Đến lượt bạn: Một hạt nhân U-235 cộng một neutron tạo ra các mảnh vụn có số khối là 141 và 92. Có bao nhiêu neutron cân bằng phương trình?
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
- Số khối không phải là khối lượng chính xác tính bằng kilogram.
- Các nhãn nguyên integer chỉ cân bằng mà không thể tính năng lượng giải phóng.
- Phân rã phóng xạ và phân hạch do neutron gây ra không phải là hai mô tả thay thế cho nhau.
Không đúng: Một phương trình cân bằng số lượng nucleon đơn thuần không cho biết mức năng lượng giải phóng tính bằng joule. Các nhãn khối lượng và điện tích nguyên integer chỉ kiểm tra sự bảo toàn; chúng không nói gì về năng lượng. Năng lượng giải phóng đến từ sự giảm nhỏ thực tế của KHỐI LƯỢNG qua E = mc^2, đòi hỏi khối lượng đo lường chứ không phải số khối.
Tóm tắt:
- Trong phân hạch hạt nhân, một hạt nhân nặng chia cắt thành các hạt nhân nhẹ hơn.
- Tách biệt định luật bảo toàn số nucleon khỏi định luật bảo toàn tổng năng lượng.
- Lưu ý: số khối không phải là khối lượng chính xác tính bằng kilogram.
Viết từ cân bằng neutron 4
- Một hạt nhân U-235 cộng một neutron tạo ra các mảnh vụn có số khối là 137 và 95.
- Tìm số neutron cần thiết để cân bằng số lượng nucleon. Con số đó không phải là mức năng lượng giải phóng tính bằng joule.
Viết từ kiểm tra bảo toàn
- U-235 hấp thụ một neutron: Xe-140 + Sr-94 + hai neutron.
- Nucleon: 236 = 140 + 94 + 2. Proton: 92 = 54 + 38. CẢ HAI cân bằng phải được thỏa mãn — nếu bất kỳ cái nào không đúng, phương trình là sai.
Viết theo hướng từ độ hụt khối
- Các sản phẩm phân hạch được so sánh với các chất tham gia phản ứng.
- Sản phẩm có khối lượng NHỎ HƠN: phần khối lượng bị thiếu xuất hiện dưới dạng năng lượng qua E = Δmc², vì năng lượng liên kết trên mỗi nucleon tăng tiến về phía sắt.