Энергия связи. Дефект массы

Для описания новых свойств ядер предложены другие ядерные модели.

Одной из характеристик ядер является устойчивость к различным превращениям. Устойчивость атомных ядер обусловлена ядерными силами, связывающими нуклоны. Энергия ядра меньше, чем энергия свободных нуклонов. Для удаления частицы из ядра необходимо затратить энергию, которая выделяется при образовании ядра из свободных протонов и нейтронов.

Энергия связи ядра - характеристика прочности ядра - энергия, необходимая для расщепления ядра на отдельные нуклоны.

, (15.3)

где - соответственно, массы протона, нейтрона и ядра.

Дефектом массы Δm называют величину:

. (15.4)

При образовании ядра из свободных протонов и нейтронов масса всех нуклонов уменьшается на Δm. Чем больше частиц входит в ядро, тем больше полная энергия связи ядра. Объективная характеристика устойчивости ядра – энергия связи, приходящаяся на один нуклон – удельная энергия связи:

. (15.5)

Она характеризует устойчивость ядра к распаду на свободные частицы и к превращению ядра, которое изменяет число нуклонов в ядре. Средняя энергия связи ядер равна примерно 8 МэВ. Для удаления нуклона за пределы ядра, нужна энергия около 8МэВ. При захвате ядром нуклона эта энергия освобождается, в ядре возникает избыток энергии и ядро переходит в возбужденное состояние.. На рисунке 13.1 показана экспериментальная зависимость удельной энергии связи от числа нуклонов в ядрах.

Рисунок 15.1 Зависимость удельной энергии связи от А

Ядерные силы компенсируют кулоновское отталкивание протонов. Из рисунка 15.1 видно, что с увеличением числа нуклонов в ядре удельная энергия связи сначала увеличивается, а в области при А > 80 постепенно уменьшается с ростом А. Это означает, что ядерные силы имеют малый радиус действия. Легкие и тяжелые ядра менее устойчивы, наиболее устойчивы ядра, у которых массовые числа А близки к 60. Сильнее всего связаны нуклоны в ядрах с массовыми числами порядка 50-60 (т.е. для элементов от Cr до Zn).

Процессы деления тяжелых ядер на легкие и слияние легких ядер с образованием тяжелых - энергетически выгодны, т.к. сопровождаются выделением большого количества энергии.

89.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: