АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Прочность ядер

Читайте также:
  1. Валы и оси. Классификация. Расчет на прочность. Материалы
  2. Влияние времени приложения напряжения на электрическую прочность газовой изоляции (вольт-секундная характеристика — ВСХ)
  3. Выбор и расчет на прочность двухступенчатой колонны штанг
  4. Длительная электрическая прочность внутренней изоляции
  5. Испытания на вибропрочность
  6. Испытания на виброустойчивость и вибропрочностью
  7. Моделиатомных ядер.
  8. Пока на западе ломали голову, как надавить на Путина, Центробанк уже испытывал его на прочность.
  9. Проверочный расчет валов на прочность
  10. Прочность бетона на осевое растяжение.
  11. Прочность бетона при сжатии и растяжении.

 

Физики для удобства вводят некоторую среднюю характеристику прочности ядра атома, которую называют «энергией связи нуклона в ядре», и которая равна полной энергии связи, деленной на число нуклонов в ядре. Для обозначения энергии связи нуклона используем символ «E1». Для гелия E1 = 28,3/4 = 7,1 МэВ.

Экспериментально обнаружено, что для более тяжелых ядер энергия связи нуклона вначале возрастает (то есть ядра становятся прочнее), достигает своего максимума в 8,5 МэВ примерно в середине таблицы Менделеева для элементов, расположенных вблизи олова, и затем начинает равномерно уменьшаться до значения 7,6 МэВ для ядра урана. Это можно пояснить такой аналогией: если в некоторой конструкции ставить стену за стеной и соединять их арками, прочность будет расти. Если продолжать добавлять к имеющимся аркам кирпич за кирпичом, конструкция будет становиться громоздкой и ее прочность начнет уменьшаться. Где-то в районе олова прочность нуклонной конструкции подходит к своему максимальному значению, так как конструкция из такого количества нуклонов становится слишком громоздкой, и с добавлением новых нуклонов начинает уменьшаться. Синтезированные искусственно ядра и вовсе нестабильны и тут же рассыпаются. Для того, чтобы конструкция из множества нуклонов стала вновь стабильной, необходимо полностью изменить устройство ядра – вместо сложенной вместе кучки должно появиться что-то другое. Можно вспомнить, что высокие башни, сделанные из ажурных, как паутина, конструкций, прочнее сплошных – при равной массе сплетенные конструкции могут быть в несколько раз выше. Может быть и человеку удастся когда-нибудь не просто добавлять в ядро нуклон за нуклоном, а строить из них прочные ажурные конструкции?

Для сравнения скажем, что энергия химической связи между двумя атомами водорода в молекуле водорода равна 4,5 эВ, то есть в полтора миллиона раз меньше, а для испарения воды, то есть для преодоления притяжения между молекулами воды, достаточно затратить и вовсе всего лишь 0,1 эВ.

Дальше нас ждет самое, пожалуй, интересное – ядерные реакции, модель атома Бора, квантовая механика, корпускулярно-волновой дуализм, радиоактивность и многое-многое другое, что в полной мере выросло и окрепло в начале двадцатого века.

 

 

Дополнительные сведения:

 

*) Ядра с одинаковым числом нейтронов, но разным числом протонов, называются «изотонами» (не путать с изото П ами)

*) Количество нейтронов в ядре называется его «изотопическим числом» и обозначается буквой «N»

*) «73Li» – так обозначают изотопы – то есть такие элементы, у которых число протонов в ядре одинаково, а число нейтронов отличается. Верхняя цифра – массовое число, а нижняя – зарядовое число атома. Получается, что разность между верхней и нижней цифрой равна количеству нейтронов в ядре, т.е. изотопическому числу. Пример: если обозначить буквой «p» протон, то что получится в результате реакции отнятия у атома кислорода протона (168O – p), и какова будет запись результата? Отнятие у кислорода протона превращает его в азот (N). Верхняя цифра – массовое число ядра, так что из нее надо отнять единицу. Нижняя цифра – зарядовое число ядра, значит и оттуда надо отнять единицу – все просто:

168O – p → 157N

Изотоп 157N и в самом деле существует и является стабильным, хотя конечно, встречается намного реже обычного азота 147N (0,365 % и 99,635 % соответственно), так что такая реакция вполне возможна.

Мы можем пользоваться и упрощенной записью, так как если известно – какой у нас элемент, то это значит, что нам совершенно точно известно – сколько в его ядре протонов. Поэтому вместо «73Li» мы вполне можем просто писать «7Li». Запись «73Li» удобна тогда, когда ты не уверен, что твой читатель точно помнит порядковые номера элементов в таблице Менделеева, и тогда такая расширенная запись станет для него подсказкой.

*) После открытия изотопов стали различать «простой элемент» и «смешанный элемент», несмотря на явную нелогичность и несообразность таких понятий. Под простым элементом имеют в виду совокупность атомов с одинаковой массой и одинаковым зарядом ядра. Таковым, например, является золото, состоящее из единственного стабильного изотопа 19779Au. Смешанный элемент – это естественная смесь простых элементов, однажды возникшая при образовании Солнечной системы. Простой или смешанный – безразлично для химии: она не может их различить даже с помощью тончайших методов анализа. Но иногда это отличие становится очевидным, и те, кто остался в живых из 60 тысяч человек (если их состояние после этого можно назвать «жизнью») после атомной бомбардировки собственной страны и собственного народа, произошедшей 14 сентября 1954 года в 9 часов 53 минуты на Тоцком полигоне Южно-Уральского военного округа под руководством великого палача маршала Жукова, навсегда запомнили разницу между безобидным изотопом урана 23892U и изотопом 23592U.

схема строения атома

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)