Tạo dựng hạt nhân – proton, neutron, độ bền và phân rã

Bài Cấu trúc hạt nhân trong chủ đề Vật lí hạt nhân (Vật lí 12, Chương trình GDPT 2018) yêu cầu học sinh phân biệt proton, neutron, số khối, đồng vị và giải thích được vì sao một số hạt nhân phóng xạ trong khi số khác bền vững. Mô phỏng cho học sinh tự dựng hạt nhân bằng cách thêm/bớt từng proton, neutron thay vì chỉ đọc bảng số liệu có sẵn. Ở màn hình Phân rã, mỗi lần đổi số proton Z hoặc số neutron N, mô phỏng tra một bảng gồm hơn 100 hạt nhân thật (Z từ 0 đến 20) để hiện tên nguyên tố, kí hiệu, độ bền và — nếu không bền — chu kì bán rã cùng kiểu phân rã chính (alpha, beta trừ, beta cộng, phát proton hoặc phát neutron). Một thang thời gian dạng log từ phần triệu tỉ giây đến hàng tỉ năm cho thấy trực quan hạt nhân đang chọn phân rã nhanh hay chậm so với các mốc quen thuộc. Bấm đúng nút phân rã sẽ biến hạt nhân hiện tại thành hạt nhân con theo đúng quy tắc bảo toàn proton, neutron của kiểu phân rã đó; nhiều chuỗi có sẵn trong bảng cho thấy hạt nhân con vẫn có thể không bền và phân rã tiếp (ví dụ Silic-32 rồi Photpho-32 rồi mới tới Lưu huỳnh-32 bền). Màn hình Biểu đồ hạt nhân vẽ lại các hạt nhân đó trên lưới N–Z, tô màu theo kiểu phân rã và kẻ đậm ba số magic 2, 8, 20 để học sinh nhận ra dải hạt nhân bền và vị trí đặc biệt của các hạt nhân "magic kép" như Oxygen-16 hay Calcium-40. Câu hỏi gợi ý: – Vì sao Carbon-14 phân rã beta trừ thành Nitrogen-14 mà không phải nguyên tố khác? – Từ bảng số liệu, hãy nêu một chuỗi phân rã gồm ít nhất hai bước trước khi tới hạt nhân bền. – Số magic 2, 8, 20 có ý nghĩa gì trên biểu đồ hạt nhân mà mô phỏng vẽ ra?