Website liên kết


Tài nguyên

Hỗ trợ trực tuyến

  • (Blog Lý - Tin)
  • (Nguyễn Thị Thanh Hoa)
  • (Lê Hoàng Giang)
  • (Đoàn Quốc Bảo)
  • (Nguyễn Thị Thuận)

Chát với tôi

Google Translate


Lịch của tui

Thống kê

  • truy cập   (chi tiết)
    trong hôm nay
  • lượt xem
    trong hôm nay
  • thành viên
  • CHÀO MỪNG CÁC BẠN ĐẾN VỚI BLOG LÝ - TIN CỦA TRƯỜNG THPT LỤC NGẠN 4 - LỤC NGẠN - BẮC GIANG
    Photobucket

    Gốc > LỚP HỌC VẬT LÝ TRỰC TUYẾN > Lớp 12 >

    Phản ứng hạt nhân nhân tạo

    1. Phản ứng hạt nhân nhân tạo
        
    Trong thiên nhiên có những phản ứng hạt nhân xảy ra, đó là những phản ứng hạt nhân tự nhiên. Ngoài ra con người có thể gây ra những phản ứng hạt nhân, gọi là phản ứng hạt nhân nhân tạo, bằng cách dùng những hạt nhẹ (gọi là đạn) bắn phá những hạt nhân khác (gọi là bia). Phản ứng nhân tạo đầu tiên do Rơdơpho thực hiện năm 1919. Ông dùng chất phóng xạ pôlôni 210, phát ra các hạt , để bắn phá nitơ. Kết quả là nitơ biến thành ôxi và prôtôn:

                       

    Năm 1934, hai ông bà Giôliô-Quyri (Jliot-Curi) dùng hạt bắn phá một lá nhôm và thu được phản ứng.

                       

    Điều đặc sắc là hạt nhân phôtpho (lân) sinh ra không bền vững mà có tính phóng xạ :

                       

    Nguyên tử gọi là đồng vị phóng xạ nhân tạo. Vì nó không có trong thiên nhiên. Phôtpho thiên nhiên là đồng vị bền P31, tức là . Phôtpho còn một đồng vị phóng xạ nữa là P32 phát ra êlectrôn . Số đồng vị phóng xạ tự nhiên chỉ có khoảng 325, nhưng bằng cách dùng máy gia tốc để thực hiện các phản ứng hạt nhân tạo. Cũng bằng cách này người ta đã kéo dài bảng tuần hoàn Menđêleep và tạo ra các nguyên tố vượt urani có . Tất cả các nguyên tố này đều là nguyên tố phóng xạ, trong đó quan trọng nhất là chất plutôni, , vì là nhiên liệu hạt nhân.

    2. Máy giá tốc
        
    Dùng hạt làm đạn chỉ thực hiện được một số nhỏ phản ứng hạt nhân vì nó có vận tốc nhỏ, không thắng được lực đẩy Culông của các hạt nhân chứa nhiều prôtôn.Cần có những hạt đạnvận tốc đủ lớn để tiến gần tới hạt nhân trong phạm vi tác dụng của lực hạt nhân. Do đó trong Vật li hạt nhân xuất hiện nhu cầu chế tạo các thiết bị để tăng tốc các hạt tích điện như prôtôn, hạt…….., các iôn……..; các thiết bị này gọi là máy gia tốc. Có nhiều loại máy gia tốc.
        
    Xiclôtrôn là máy gia tốc chế tạo đầu tiên (1932). Máy gồm có hai hộp hình chữ D đặt trong chân không. Có một từ trường B vuông góc với các hộp; lực Lorenxơ làm các hạt tích điện (do nguồn đặt ở tâm của máy phát ra) chuyển động tròn trong lòng hộp với bán kính:

                                       (9-9)

    khối lượngđiện tích của hạt, vận tốc của nó.

    Có thể chứng minh rằng tần số quay của hạt không phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo hoặc vận tộc của hạt.

    Giữa hai hộp D có một hiệu điện thế xoay chiều có cùng tần số với tần số quay của hạt, nên mỗi lần đi qua khe giữa hai hộp D, hạt được tăng tốc. Do đó bán kính R cũng tăng, và quỹ đạo của hạt là đường xoắn ốc. ở cuối đường này khi động năng đã đủ lớn thì chùm hạt được lái để đập vào bia.

    Xiclôtrôn có thể tăng tốc hạt prôtôn tới động năng vài chục MeV. Quá giới hạn này thì do hiệu ứng tương đối tính sự đồng bộ giữa hiệu điện thế xoay chiều và sự quay của hạt mất đi và người ta phải dùng các máy gia tốc khác như Xincroxiclôtrôn, xincrôphazôtrôn v.v…

    Các máy gia tốc hiện đại là những thiết bị rất vĩ đại. Máy gia tốc ở Giơnevơ hoạt động từ 1977 có bán kính buông chân không bằng 1,1km và truyền cho prôtôn động năng tới 400 GiV (Giga = tỉ). Gần đây người ta còn chế tạo máy gia tốc có hai chùm hạt được gia tốc riêng rẽ rồi va chạm vào nhau, như vậy động năng tương đối lên tới cỡ 1TeV (Têra = ngàn tỉ). Với thiết bị này người ta hi vọng phá vỡ được cả nuclôn để tìm hiểu cấu tạo của nó.

    3. Ứng dụng của các đồng vị phóng xạ
        
    Các đồng vị phóng xạ tự nhiên hoặc đồng vị phóng xạ nhân tạo có rất nhiều ứng dụng trong khoa học và đời sống. Chất coban phát ra tia có khả năng xuyên sâu lớn nên được dùng để tìm khuyết tật trong các chi tiết máy (phương pháp tương tự như dùng tia X để chụp ảnh các bộ phận trong cơ thể), bảo quản thực phẩm (vì tia diệt các vi khuẩn), chữa bệnh ung thư v.v…

    Muốn theo dõi sự di chuyển của chất lân trong một cái cây, người ta cho một ít lân P32 vào phân lân thường P31. Về mặt sinh lí thực vật thì hai đồng vị này hoàn toàn tương đương vì có vỏ êlectrôn giống nhau, nhưng đồng vị P32 là chất phóng xạ  nên ta dễ dàng theo dõi sự di chuyển của nó, cũng là của chất lân nói chung. Đó là phương pháp các nguyên tử đánh dấu được dùng rộng rãi trong khoa học.

    Khảo cổ học có một phương pháp rất chính xác để định tuổi của các di vật gốc sinh vật, đó là phương pháp dùng cácbon 14. Cacbon có 4 đồng vị: C12 (phổ biến nhất) và C13 là bền, C14 là chất phóng xạ và C11 là chất phóng xạ . C14 được tạo ra trong khí quyển và thâm nhập vào mọi vật trên Trái Đất. Nó có chu kì bán rã 5600 năm. Sự phân rã này cân bằng với sự tạo ra, nên từ hàng vạn năm nay mật độ của C14 trong khí quyển không đổi: cứ  trong 1012 nguyên tử cacbon thì có 1 nguyên tử C14. Một thực vật còn sống, còn quá trình diệp lục hoá thì còn giữ tỉ lệ trên trong các thành phần chứa cacbon của nó. Nhưng nếu thực vật chết, thì nó không trao đổi gì với không khí nữa, C14 vẫn phân rã mà không được bù lại nên tỉ lệ của nó sẽ giảm, sau5600 năm chỉ còn một nửa, độ phóng sạ của nó cũng giảm tương ứng. Đo độ phóng xạ này thì tính được thời gian đã trôi qua từ khi cây chết. Thí dụ, đo của một đĩa gỗ của người Ai Cập cổ, ta được . Lấy một mẩu gỗ của một cây vừa mới chặt, có cùng khối lượng, ta đo được độ phóng xạ .
        
    Vì  năm, đó là tuổi của cái đĩa cổ.

    Động vật ăn thực vật nên tỉ lệ C14/C trong cơ thể cũng giảm như trên sau khi chết. Vì vậy có thể định tuổi các mẩu xương động vật tìm được trong các di chỉ bằng phương pháp này.


    Nhắn tin cho tác giả
    Vũ Ngọc Dũng @ 02:11 19/05/2009
    Số lượt xem: 5792
    Số lượt thích: 0 người
     
    Gửi ý kiến

    GUEST BOOK

    Mọi người vào thăm BLOG LÝ - TIN thì xin để lại lời nhắn và địa chỉ blog của các bạn để chúng tôi ghé thăm nhé. Các bạn bấm vào chữ "sign this guestbook" và đưa hình từ máy các bạn vào cùng lời nhắn. Cám ơn nhiều!