Маса и енергия на ядрата - studopediya
Нуклоните в ядрата са в щатите са значително по-различни от техните свободни държави. Между тях има специален ядрен (или силна) взаимодействие - атракция. Това взаимодействие води до стабилността на ядра, въпреки електростатично отблъскване на протоните.
маса на ядрото е винаги по-малко от сумата на масите на съставните нуклоните. Причината за това е, че чрез комбиниране на нуклоните в ядрото се освобождава енергията на свързване на нуклоните един с друг.
свързващата енергия е равна на работата, която трябва да се извърши, за да се раздели ядрото на съставните си нуклоните без да им кинетична енергия.
енергията на свързване се изчислява по формулата:
В този израз стойността се нарича маса дефект, е равен на разликата между общата маса и масата на ядрото нуклоните:
В практически изчисления вместо ядрени маси са маси атома и свързващата енергия се изчислява по формулата:
За да се изчисли енергията на свързване се процедира, както следва:
§ референтните стойности са тегловни в atomnyhedinitsah маса (атомни масови единици)
§ Намери масов дефект на формулата.
§ Намери megaelectronvolts задължителни енергия (MeV) на формула :. (7)
енергията на свързване на нуклон се нарича специфично свързване енергия:
Зависимостта на специфично свързване енергията на масовото число има крива с максимум, е показана на Фигура 2. От тази връзка, че максималното специфично свързване енергийни профили за 50 масови числа¸60 (т.е., елементи от Сг до Zn). Тя достига 8,7 MeV / нуклон. С нарастването и намаляването на масата на специфични свързващи енергия намалява. Такава зависимост прави възможно притока на енергия от двата вида процеси.
1. Разпределението на тежки ядра в запалката.
Изчисляване показва, че разделянето на ядрото с номер на маса А = 240 (Дб. Ud = 7.5 MeV) на две ядра с масови числа 120 A = (Дб. Ud = 8.5 MeV) ще доведе до освобождаването на енергия, равна на
DE = (2 х 8.5 х 120 - 240 х 7,5) = 240 MeV
2. Обединяване (синтез) леки ядра в един тежък ядро.
Например, сливането на две тежки водородни ядра в хелий ядро ще доведе до освобождаването на енергия 24 MeV.
За сравнение, реакцията на C + O2 ® CO2 (изгаряне на въглища) освобождава енергия "5 ЕГ.
По този начин, със стойностите на ядрото А = 50 ÷ 60 са най-стабилни.
Защо е другото ядро като стабилен? Причината за това е, както следва. За делене на тежки ядра в по-лек, той трябва да премине през няколко междинни състояния. Тяхната енергия, отколкото на приземния състояние енергията на ядрото. Ето защо, за процеса на делене изисква допълнителна енергия (активиране на енергия). тази енергия не се получава в обичайните основни условия - спонтанно делене случи. енергията на активиране може да бъде съобщена на тежко ядро от неутронна ги заснемете. Процесът на ядрения разпад на уран или плутоний от неутрони в основата на работата на ядрен реактор и ядрена бомба.
За синтез на леки ядра в едно ядро, те се доближат един до друг на разстояние ≈10 -15 m. Такова сближаване предотвратяване на Кулон отблъскване сили. За да се преодолее този отблъскване, ядра трябва да се движат с голяма скорост, съответната температура T≈10 9 К.
Методът на синтез на леки ядра наречени термоядрен реакция. Тази реакция се извършва в дълбините на звездите и слънцето, както и експлозии на водородни бомби.