TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT
KHOA SAU ĐẠI HỌC

GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬPPHẢN ỨNG HẠT NHÂN
Mục lục

Phần 1. BÀI TẬP CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHẢN ỨNG HẠT NHÂN 1
Bài 1. Hạt
α
tán xạ đàn hồi lên deuteron. Hãy tính động năng của hạt
α
vào nếu góc giữa các phương bay
của hai hạt bay ra là
0
=120

và năng lượng deuteron ra bằng 0,4
d
E MeV
? 1
Bài giải: 1
Bài 2. Hạt deuteron không tương đối tán xạ đàn hồi lên hạt nhân đứng yên dưới góc
0
30

Bài 6. Hạt α năng lượng không tương đối tán xạ đàn hồi lên hạt nhân . Hãy xác định góc tán xạ của hạt
α : 4
Bài giải: 5
Bài 7. Deuteron với động 0,3 MeV tán xạ đàn hồi lên proton. Hãy tính góc bay cực đại trong hệ PTN của
deuteron sau tán xạ và động năng của deuteron tương ứng với góc bay cực đại đó? 6
Bài giải: 6
Bài 8. Tính hiệu ứng nhiệt Q của phản ứng Li
7
(p, )He
4
? Biết rằng năng lượng liên kết trung bình trên mỗi
nucleon trong các hạt nhân Li
7
và He
4
là 5,6 MeV và 7,06 MeV. 6
Bài giải: 6
Bài 9. Xác định hiệu ứng nhiệt Q của các phản ứng sau đây: 7
Bài giải: 7
Bài 10. Hãy tính vận tốc các hạt bay ra từ phản ứng
10 7
( , )
B n Li

do tương tác của neutron nhiệt với hạt
nhân
10
B
đứng yên? 7
Bài giải: 7

16
( )
0
J O

và


1/2
J n  ? 12
Bài giải: 12
Bài 16. Một chùm neutron năng lượng E
0
= 1 MeV tán xạ không đàn hồi lên hạt nhân Li
7
. Hãy xác định
năng lượng kích thích của hạt nhân sau tán xạ? Biết rằng 12
Bài giải: 12
Bài 17. Hãy tính động năng proton tán xạ không đàn hồi lên hạt nhân Ne
20
đứng yên. Hạt proton bay ra
dưới góc 90
0
so với phương proton vào? Cho biết các mức kích thích thấp của hạt nhân Ne
20
có năng
lượng 5,1
*
1
E MeV; 2,2

thích của hạt nhân tương ứng với các giá trị động năng nói trên? 16
Bài giải: 16
Bài 21. Chùm neutron năng lượng
1,4
MeV
chiếu lên bia
27
Al
và gây nên tán xạ không đàn hồi. Hạt
nhân
27 *
Al
có các mức kích thích
0,84 ;1,02 ;1,85
MeV MeV MeV
. Neutron bay ra theo phương vuông
góc với chùm hạt neutron vào. Tiết diện tán xạ không đàn hồi này tại miền năng lượng gần ngưỡng tỉ lệ
thuận với vận tốc neutron ra. Hãy xác định tỉ số cường độ các chùm neutron sau phản ứng? 17
Bài giải: 17
Bài 22. Hãy xác định thời gian sống trung bình của các mức kích thích xuất hiện khi chiếm neutron với
năng lượng
250
keV
bỡi hạt nhân
6
Li
? Biết thời gian sống của hạt nhân này khi phóng ra neutron và hạt

là:
20 20



? 18
Bài giải: 18
Bài 24. Khi chiếu chùm deuteron năng lượng 10MeV lên hạt nhân
9
Be
thì các neutron sinh ra từ phản ứng


9 10
,
Be d n B
. Hãy xác định cường độ neutron trong 1 giây khi dòng deuteron vào bằng
100
A

và suất
ra của phản ứng


9 10
,
Be d n B
bằng
-3
5.10
? 19
Bài giải: 19
Bài 25. Khi chiếu chùm deuteron năng lượng 1Mev lên bia deuteron thì suất ra và tiết diện phản ứng

n cm s
lên tấm bia mỏng
113
Cd
. Hãy tìm
tiết diện phản ứng


,
n

nếu cho biết số lượng hạt nhân
113
Cd
giảm 1% sau 6 ngày chiếu chùm neutron?
20
Bài giải: 20

Bài 28. Xác định suất ra phản ứng


,
n

khi chiếu chùm neutron nhiệt lên bia lithium tự nhiên dày
0,5cm? Cho biết tiết diện phản ứng
71
barn



Bài 30. Chiếu chùm tia neutron
10
2.10 /
n s
với động năng
2
MeV
lên bản
31
P
dày
2
1 /
g cm
trong thời
gian 4 giờ. Sau thời gian 1 giờ sau khi kết thúc chiếu, hoạt độ của bia bằng
105
Ci

. Cho biết phản ứng là
31 31
n P p Si
  
; trong đó
31
Si
phóng xạ với thời gian bán rã 2,65 giờ. Hãy tìm tiết diện của phản ứng
này? 21
Bài giải: 21
Bài 31. Chiếu chùm hạt alpha

1

còn tiết diện quá trình ngược lại
3
n He d d
  
là
2

=1,81
1

. Các giá trị spin như sau:
1
d
J

,
1
2
n
J

. 22
Bài giải: 22
Bài 33. Chứng minh rằng tiết diện


,
p n

Q
qua số khối của các hạt nhân
1 2 3 4
; ; ;
A A A A
các động năng
1 2 3 4
; ; ;
E E E E
và góc
3

?
23
Bài giải: 23
Bài 35. Chiếu một chùm neutron với thông lượng
7 2
10 /cm .
n s
 
lên bia nhôm thì xảy ra phản ứng
27 27
n Al p Mg
  
. Bia nhôm có diện tích
2
10
S cm

và bề bày

. 23
Bài giải: 23
Bài 36. Để nghiên cứu tiết diện phản ứng


14 14
,
N n p C
người ta dùng bán kính ảnh nhũ tương hạt nhân
chưa nitrogen với khối lượng
0,067
g
trong
3
1
cm
nhủ tương. Ngoài ra còn dùng một kính ảnh nhủ tương
hạt nhân khác có chưa lithium với khối lượng
0,016
g
trong
3
1
cm
nhủ tương. Chiếu cả hai kính ảnh nhủ
tương này trong chùm neutron nhiệt. Khi xử lí hai kính ảnh này người ta tìm được 5 vết proton trong tấm
nhũ tương thứ nhất thì tấm kính ảnh thứ hai tìm được 99,2 vết hạt

trong cùng một thể tích nhũ tương.
Cho biết tiết diện phản ứng

? 24
Bài giải: 24
Bài 38?. Trong phản ứng
181 182 * 182
n Ta Ta Ta

   
, tìm thấy cộng hưởng khi năng lượng neutron
vào bằng
4,3
eV
. Tiết diện tại cộng hưởng bằng
0
4200
b

 . Độ rộng neutron bằng
3
2.10
n
eV

  .
Không tính đến ảnh hưởng của spin
Ta
và neutron. Hãy xác định thời gian sống của mức hạt nhân này?
ĐS:
25
2.10
s

.
l s
 
theo
;
j l
và
s
? Chứng
minh rằng, trên quỹ đạo với
j
cho trước chỉ có thể có


2 1
j

nucleon. Từ đó, tìm số nucleon tổng cộng
đối với trạng thái


f 3
l

để chứng minh kết quả phù hợp với nguyên lí loại trừ Pauli? 27
Bài giải: 27

Bài 2. Cho khối lượng nguyên tử
23
11

Bài giải: 27
Bài 3. Tính tiết diện hiệu dụng

của bia, biết số neutron bị tán xạ trên bia thí nghiệm bằng
6
10 %

chùm
neutron tới. Bia có khối lượng riêng là
3 3
4,1.10 /
kg m
; số khối
30
A

và bề dày
8
10
d m

 ? 28
Bài giải: 28
Bài 4. Từ công thức bán thực nghiệm Weisacker, ta có công thức biểu diễn sự phụ thuộc khối lượng hạt
nhân vào điện tích Z và khối lượng A như sau: 28
Bài giải: 28
Bài 5. Hạt nhân có số khối A phân rã

phát ra hai nhóm


1,5.10
s m


. Hãy dùng hệ thức bất định Heisenberg để ước tính khối
lượng của meson

theo
2
/
MeV c
? 29
Bài giải: 29
Bài 7. Tính năng lượng và động lượng của neutrino khi hạt nhân
7
4
Be
đứng yên bắt một electron (chiếm
k
). Biết


7,016929
nt
M Be u
 ;


7,016004
nt

1 931,5 /
u MeV c
 . 30
Bài giải: 30
Bài 9. Khi hạt nhân
235
92
U
bị vỡ thành hai hạt nhân có tỉ số các số khối là
2
. Hãy tìm bán kính hai mảnh vỡ
đó? Biết bán kính hạt nhân tính theo biểu thức
 
1
3
1,4 f
R A m

. 30
Bài giải: 30
Bài 10. Dựa vào mẫu lớp, hãy xác định spin đồng vị, spin, chẵn lẻ của hạt nhân
32
15
P
ở trạng thái cơ bản.
Sơ đồ các lớp tương ứng với hàm thế có chứa tương tác spin quỹ đạo kèm theo. 30
Bài giải: 30

Bài 11. Vàng tự nhiên
197


với chu kì bán rã
12,5
năm. Một mẫu khí Hiđrô chứa
0,1
g

3
1
T
toả ra
20
Cal
trong một giờ. Tính năng lượng trung bình của

? 31
Bài giải: 31
Bài 13. Sử dụng công thức
0
j
g j
 

với
2 1
s l
j l
g g
g g
l

1
2
s
;
1
2
p
và
3
2
p
? Cho biết đối với neutron:
0
l
g

và
3,8263
s
g  
; đối với proton:
1
l
g

và
5,5855
s
g 
. 32

t

giờ? Cho biết dòng proton vào là 20
I A


. 33
Bài giải: 33
Bài 16. Giả sử mật độ phân bố proton trong hạt nhân là đều với: 34
Bài giải: 34
Bài 17. Một mẫu 20g Cobalt được chiếu xạ trong một lò phản ứng công suất mạnh với một thông lượng
10
14
neutron/cm
2
.s cho 6 năm. Tính : 35
Bài giải: 35
Bài 18. Tìm các khoảng góc (ở hệ PTN), trong đó có thể bay ra các sản phẩm của các phản ứng theo sau:
36
Bài giải: 36
Bài 19. Tính năng lượng ngưỡng của các nơtron và

trong các phản ứng sau: 39
Bài giải: 39
Bài 20. Xác định động năng của các hạt nhân
3
He và
15
O xuất hiện ở phản ứng tại giá trị năng lượng
ngưỡng của các proton và nơtron 41

nhân. Kiến thức về phản ứng hạt nhân được trang bị cho sinh viên đại học, học viện cao học, nghiên
cứu sinh và các nhà nghiên cứu tại các Trường Đại học và Viện nghiên cứu.
Các cuốn giáo trình Cơ sở Vật lý hạt nhân và Cơ sở lý thuyết phản ứng hạt nhân của tác
giả Ngô Quang Huy nhằm cung cấp cho bạn đọc những vấn đề cơ bản về lý thuyết vật lý hạt nhân
và lý thuyết phản ứng hạt nhân. Qua đó, có thể giải thích được các kết quả thực nghiệm đã nhận
được hoặc dự đoán những kết quả của thí nghiệm mới, cung cấp cho bạn đọc những thông tin về
các phương pháp đo đạc, xử lý số liệu, … Nhằm hỗ trợ cho mục tiêu này, trong phần cuối của mỗi
chương hoặc cuối giáo trình có hệ thống bài tập tự giải. Việc giải các bài tập đó sẽ giúp cho bạn đọc
nắm kỹ hơn phần lý thuyết.
Để giải được các bài tập đó, mỗi bạn đọc chắc chắn sẽ dành không ít thời gian và công sức.
Từ những rào cản đó; dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn An Sơn cho một nhóm các bạn học viên
lớp Cao học Vật lý kỹ thuật khoá 22A (2014 – 2016) của Trường Đại học Đà Lạt; tiến hành biên
soạn, hệ thống hoá và giải các dạng bài tập dựa trên hai cuốn giáo trình Cơ sở Vật lý hạt nhân và
Cơ sở lý thuyết phản ứng hạt nhân của tác giả Ngô Quang Huy, tham khảo một số giáo trình
khác nữa với mong muốn giúp cho sinh viên đại học, học viên cao học, nghiên cứu sinh và các nhà
nghiên cứu tại các Trường Đại học và Viện nghiên cứu có thêm nguồn tài liệu tham khảo.
Nhóm biên soạn chân thành cám ơn Trường Đại học Đà Lạt, Khoa Sau Đại học, Khoa Kỹ
thuật hạt nhân đã tạo điều kiện cho nhóm biên soạn hoàn thành tốt công việc. Nhóm chúng tôi tỏ
lòng cám ơn đến TS. Mai Xuân Trung, TS. Phù Chí Hoà và TS. Nguyễn An Sơn đã tận tình có
những giúp đỡ quý báu để hoàn thiện nội dung này. Dù nhóm chúng tôi đã rất cố gắng nhưng không
thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong đón nhận ý kiến đóng góp quý báu từ phía bạn đọc, sinh
viên đại học, học viên cao học, nghiên cứu sinh, … tại các Trường Đại học và Viện nghiên cứu qua
Email: [email protected] hoặc [email protected] . Xin chân thành cám ơn!

Đà Lạt, tháng 3 năm 2015
Nhóm biên soạn


Bài giải:

0

P

P

d

P
0
120
0
60

Cách 1:

0
0
0
0
0
0
os60
os30 3 2
. 3
os60 2 1
os30
d


0
3.2
.0,4 0,6
4
E Mev
 Cách 2: Lí thuyết về tán xạ đàn hồi:
Tán xạ đàn hồi là quá trình có dạng như sau:
a A a A
  
hay


,
A a a A

Trong quá trình tán xạ đàn hồi thành phần và trạng thái nội tại của các hạt không hề thay đổi. Động năng của
các hạt sau tán xạ thay đổi, phụ thuộc vào góc bay của chúng.
Áp dụng định luật bào toàn năng lượng toàn phần và định luật bảo toàn động lượng, rút ra công thức:
 
 
   
2
2
4
cos
A a



 
  

Bài 2. Hạt deuteron không tương đối tán xạ đàn hồi lên hạt nhân đứng yên dưới góc
0
30
. Hạt nhân
giật lùi cũng bay dưới góc
0
30
. Hỏi hạt nhân giật lùi là hạt nhân gì?
Bài giải:

Cách 1:
Giải các dạng bài tập Phản ứng hạt nhân
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Trang 2 Học viên: Nguyễn Hồng Thạch - Mã số họcviên: 140101
0

P

P

x

P
0


0 0
0 0
2 os30 2 os30 3
d x d
P P c P c P P
   0 0 0
2 3.2 3 3
d d d d d d d
m E m E m E m E E E
     
(3)
Mặt khác:
0
d x
E E E
 
(4)
Từ (2) và (4):

0
1
d d
d d d
x x
m m
E E E E

1
D bia
D ra bia ra D ra bia ra
p p m E m E

- Định luật bảo toàn động lượng:
         

  
vaøo vaøo
2 cos 3
D bia ra bia ra D bia ra
p p p p

Suy ra:
 



3 2
D bia bia
D vaøo
m E m E
- Theo định luật bảo toàn năng lượng toàn phần:
   


 
3
bia

Bài 3. Hãy tính độ giảm năng lượng tương đối của hạt khi tán xạ đàn hồi lên hạt nhân C
12
dưới
góc = 60
0
trong hệ TQT?
Bài giải:

Gọi tới (PTN)

(tán xạ đàn hồi) Ta có:
Bài 4. Proton với động năng 0,9Mev va chạm chạm trán với deuteron. Hãy tính động năng của
proton sau tán xạ?
Bài giải:

Ta có:
0
p d






0 0 0 0
2 2 2 2 2 2
p d p p p p p p d p
m E m E E m E m E m E m E E
       
A

O

C0
60

O
Giải các dạng bài tập Phản ứng hạt nhân
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Trang 4 Học viên: Nguyễn Hồng Thạch - Mã số họcviên: 140101
Bình phương hai vế:


0,9
E Mev
 thay vào ta tính được: 0,316 0,0998 0,1
p p
E E Mev
   

Bài 5. Một neutron năng lượng không tương đối, tán xạ đàn hồi lên hạt nhân
4
He
đứng yên. Sau tán
xạ, hạt
4
He
bay ra dưới góc
60
o
. Tính góc bay

của neutron so với phương chuyển động của hạt
tới?
Bài giải:

Ta có:
4 4
n He He n
  
;
4
5


   
Giản đồ vector như sau:

Trong đó,
0
1
2
5
AO E
 ;
0
4
2
5
OC E
 ;
2
0
1,28
n
P E

1/
( e)L
2 2 2
( e)L
2 . .cos(60)
H
n H

nL
P E E E
P E
   
 

Ta có,
( e)L
2 2 2
2 . .cos
H
nL nL
P P AC AC P

  

0 0 0 0
1,28 1,68 2 3,67 cos
cos 0,654
49
o
E E E E



   
 
 

4.6
2,4
4 6


 


Gọi động năng ban đầu của

là
0
E
:
0 0
2 8
 
 
P m P E

0 0
2,4
0,6
4
t
E E E
 

0 0 0

0 0 0
0
2,88 6,08 1,28
cos
2. . 5,57
 


   
   
L
L
L
P P AO E E E
P AO E

0
cos 0,80 36
L L
 
   

b) Xác định góc tán xạ  của hạt α trong hệ TQT nếu
0
45
L


trong hệ TQT.
2 2 2 0

L
MeV c
P

2 2 2
1
cos 0,28
2. .
 


 
   
L
P P AO
P AO
0 0 0 0
1
106 180 106 74
 
     

Giải các dạng bài tập Phản ứng hạt nhân
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Trang 6 Học viên: Nguyễn Hồng Thạch - Mã số họcviên: 140101
Bài 7. Deuteron với động 0,3 MeV tán xạ đàn hồi lên proton. Hãy tính góc bay cực đại trong hệ
PTN của deuteron sau tán xạ và động năng của deuteron tương ứng với góc bay cực đại đó?
Bài giải:



     
d
t t t
d
E E MeV E E MeV
m

'
4
2 .0,1
3
d t
P E

 

= =
2 2 2
4,8 4
.0,1 0,2( )
9 3
     
dL d dL
p AO p p MeV

2
0,2
0,1( )
2

Bài giải:

Từ phương trình Li
7
+ p He
4

Với E
lk
(Li
7
)= E
tb
.A= 5,6 . 7 =39,2
Với E
lk
(He
4
)= E
tb
.A= 7,06 . 4 =28,24
Suy ra: Q = (Zm
p
+ Nm
n
+ m
p
- m
Li
)c

_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Học viên: Nguyễn Hồng Thạch - Mã số họcviên: 1401013 Trang 7
=2.E
lk
(He
4
) - E
lk
(Li
7
)

=

28,24.2 – 39,2 =17,3 MeV

Bài 9. Xác định hiệu ứng nhiệt Q của các phản ứng sau đây:
a. H
3
(p, )He
4
;
b. N
14
( )O
16
;
c. C
12

16
) =-3,1 MeV
c. Từ phương trình C
12
( )N
14
suy ra:
Q = m(C
12
)+ - m(d)- m(N
14
) = -13,5 MeV
d. Từ phương trình Li
6
(d,n )He
3
suy ra:
Q = m(Li
6
)+ - - m(He
3
) = 1,8 MeV

Bài 10. Hãy tính vận tốc các hạt bay ra từ phản ứng
10 7
( , )
B n Li

do tương tác của neutron nhiệt
với hạt nhân

Li Li Li
Li
m
m v m v v v v
m

Ta có :
2,79( )
Li
E E MeV

 

1 1 2,79
2 2 2
2,79( ) 3,14 0,03.
2 2 931,5
  

      
m v m v MeV v v c
Li
Li

6 6
4
9,3.10 ( / ); 5,3.10 ( / )
7
 
   

Be
E E E Q E E E Q E E
E E
 
          
  
(11.1)
Mặt khác theo định luật bảo toàn động lượng:
8 8 8 8
8
2 2 8
8
n n n n
Be Be Be Be
n
Be
p p m E m E E E
E
E
    
 
 
(11.2)
Thế (11.2) vào (11.1) ta được động năng của neutron sau phản ứng là:

1
0,13 (1 ) 0,13
8 8
n
n n

2
2
Be
Be
Be
n
n
n
m
p
E
m
p
E 
(11.4)
Với
 
QMEm
M
p
L
Be
n
n




9
2 (11.5)

MeV MeV
p
c c
   

2
2
2
215,28
n
MeV
p
c
 
Vậy:
KeVMeV
c
MeV
c
MeV
m
p
E
n
n
n
5,1151155,0
5,931.1.2
28,215
2

15 15


 
a. Các hạt sau phản ứng bay đối xứng nhau
10 2 40
d d d d
E MeV P m E   

26
; 5,16( )
15
d
Q MeV

 

26 26
. ( )
30 3
t d
E E MeV
 

'
13,83( )
t t
E E Q MeV
  


MeV
AC
OD AD AO OA
c
    

2 2
1
8,87
8,87( / ) 2,808
40 / 2

      
BD
BD OB OD MeV c tg
AD

0
1 2
70
 
  

Góc giữa phương bay của 2 hạt là:
0
1 2
140
  
  


_______________________________________________________________________________________________
Trang 10 Học viên: Nguyễn Hồng Thạch - Mã số họcviên: 140101

Bài 13. Hãy tính động năng ngưỡng của các hạt α và neutron rong các phản ứng sau:
a. nBLi 
107

;
b.
dNC 
1412

;
c.


912
BeCn ;
d.


1417
COn
?
Bài giải:

a. nBLi 
107

;

m
u; 008665,1
n
m u;
1u =931,5 MeV/c
2
.
- Vậy:
Q = [(4,002603 + 7,016004) – (10,012939 +1,008665)].931,5 = -2,79 MeV (phản ứng thu nhiệt),
phản ứng chỉ xảy ra khi động năng
0
ng
EE

.
- Động năng ngưỡng của hạt α:
Q
m
E
ng
.






(13.2)
- Trong đó: 55,2
016004,7002603,4


;
- Hiệu ứng nhiệt của phản ứng:




2
.
12 14
Q m m m m c
d
C N

 
   
 
 
(13.3)
- Trong đó:
12
12

C
m
u; 002603,4

m u;
003074,14
14

.
12
12





C
C
mm
mm




u
- Vậy:

EMeVE
ng
 1,18)575,13.(
3
002603,4Giải các dạng bài tập Phản ứng hạt nhân
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Học viên: Nguyễn Hồng Thạch - Mã số họcviên: 1401013 Trang 11

C
m u;
002603,4

m
u; 012186,9
9

Be
m u;1u =931,5 MeV/c
2
.
- Vậy: Q = [(1,008665 + 12) – (9,012186+4,002603)].931,5 = -5,7 MeV (phản ứng thu nhiệt), phản
ứng chỉ xảy ra khi động năng
0
ng
nn
EE
.
- Động năng ngưỡng của hạt n:
Q
m
E
n
n
ng
n
.




d.


1417
COn
.
- Hiệu ứng nhiệt của phản ứng:






2
.
1417
cmmmmQ
CO
n

 (13.7)
- Trong đó: 008665,1
n
m u;

999133,16
17

O

Ta có phản ứng:
77
BenLip 
;
ng
pp
EE 5,1
; Q = -1,65 MeV.
Động năng ngưỡng của phản ứng:
Q
m
E
p
p
ng
p


(14.1)
Trong đó:
uu
mm
mm
Li
p
Li
p
p
875,0
8


Định luật bảo toàn động lượng và năng lượng:
7
Be
np
ppp




(14.2)
7*
Be
p


n
p


p
p


Giải các dạng bài tập Phản ứng hạt nhân
_______________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Trang 12 Học viên: Nguyễn Hồng Thạch - Mã số họcviên: 140101
QEEE
Be

7
(14.5)
Từ (14.4) và (14.5) ta có:
7 7
p
n
p n p n
Be Be
m
m
E E E E Q
m m
   

7 7
1 1
p
n
n p
Be Be
m
m
E E Q
m m
   
    
   
   
   


   
   
   


   
 
 
 Bài 15. Neutron tương tác với hạt nhân tạo nên hạt nhân ở trạng thái cơ bản. Momen quỹ
đạo của neutron bị chiếm trong hạt nhân là = 2. Hãy xác định spin của trạng thái cơ bản của
hạt nhân . Cho biết
16
( )
0
J O

và


1/2
J n  ?
Bài giải:
Momen quỹ đạo của neutron bị chiếm trong hạt nhân là
2
n
l


' ELinLin 

Trong đó:
E
*
là năng lượng kích thích của hạt nhân sau tán xạ.

7*
Li
p


'
n
p


n
p


7
7 7
p
n
p n
Be
Be Be
m
m


là véc tơ động lượng của hạt nhân bị kích thích
Định luật bảo toàn động lượng và năng lượng:
*7
'
Li
nn
ppp




(16.1)
*
0
*
'
*7
*7
EEEE
EEEE
Li
Li
nn


(16.2)
Do
nn
pp

m m m m
     (16.3)

Thế (16.3) vào (16.2) ta được năng lượng kích thích của hạt nhân sau tán xạ:
7*
*
0
Li
E E E E
  
7* 7*
0 0
n n
Li Li
m m
E E E E
m m
   
7 7
0
1 1
n n
Li Li
m m
E E
m m
   
   
   
   

*
1
E MeV; 2,2
*
2
E MeV và
2,4
*
3
E
MeV. Động năng proton vào bằng E
p
=
4,3 MeV.
Bài giải:

Ta có các mức năng lượng kích thích:
5,1
*
1
E
MeV;
2,2
*
2
E MeV;
2,4
*
3
E MeV.

pp
ppp



 (17.1)