 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Маса та енергія зв’язку ядра
Вимірювання мас атомів і ядер відбувається за допомогою масспектрографа – приладу, який дозволяє розділити заряджені частинки за їх питомими зарядами, тобто за відношенням заряду частинки до її маси.
Точні вимірювання показали, що маса будь-якого ядра менша від мас вільних протонів і нейтронів, що входять до складу цього ядра. Дефектом мас називають різницю між сумарною масою всіх нуклонів ядра у вільному стані і масою ядра.
Маса ядра вимірюється в атомних одиницях маси (а.е.м). За одну атомну одиницю маси приймається 1/12 частина маси нейтрального атома вуглецю 12 С:
1а.е.м = 1.6606 10 -27 кг.
А.е.м. виражається через енергетичні одиниці:
1а.е.м = 1.510 -3 ерг = 1.510 -10 Дж = 931.49 МеВ
Маса ядра завжди менше суми мас складових його нуклонів. Енер гія зв'язку ядра E св (A, Z) це мінімальна енергія, необхідна, щоб розвалити ядро на окремі, складові його нуклони.
Е св (A, Z) = [Z M P + (A - Z) M N - M (A, Z)] c 2,
де Z - число протонів, (A - Z) - число нейтронів, M P - маса протона, M N - маса нейтрона, М (A, Z) - маса ядра з масовим числом А і зарядом Z.
Енергія зв'язку ядра, виражена через масу атома M ат, має вигляд:
Е св (A, Z) = [Zm H + (A - Z) M N - M ат (A, Z)] c 2,
де M H - маса атома водню.
Але маса й енергія пов’язані між собою. За формулою Ейнштейна, енергія частинки дорівнює добутку маси на квадрат швидкості світла. Отже, повна енергія вільних протонів і нейтронів буде більшою ніж, повна енергія ядра атома.
Енергія зв’язку – це мінімальна енергія, необхідна для роз’єднання ядра на окремі нуклони. Ця енергія витрачається на виконання роботи проти дії ядерних сил притягання між нуклонами. Знайти енергію зв’язку можна, помноживши дефект мас на квадрат швидкості світла.
Відношення енергії зв’язку ядра до числа нуклонів у ядрі називають питомою енергією зв’язку, тобто енергією, яка припадає на один нуклон. Маса і енергія зв'язку ядра
Удільна енергія зв'язку ядра ε (A, Z) це енергія зв'язку, що припадає на один нуклон
| Рис. 1 |
ε (A, Z) = E св (A, Z) / A.
На рис. 1 показана залежність питомої енергії зв'язку ядра ε від числа нуклонів A. Видно, що найбільш сильно пов'язані ядра в районі заліза і нікелю (A ~ 55-60). Такий хід залежності ε (A) показує, що для легких ядер енергетично вигідні реакції синтезу більш важких ядер, а важких - поділ на більш легкі осколки.
Δ пов'язаний з масою атома M ат (A, Z) і масовим числом A співвідношенням:
Δ = М ат (A, Z) - А.
Найбільш стійкі ядра, у яких магічне число протонів або нейтронів.
| Магічні числа | |
| n | 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, 184 |
| p | 2, 8, 20, 28, 50, 82, 114 |
Поиск по сайту: