37 manuale de fizica pentru 11 clase (la
§ 37. Energia de legare a nucleelor atomice
Energia de legare a nucleonilor din nucleu este determinat de defectul de masă.
Forțele nucleare trage nucleonii din nucleul atomic împreună și nu lăsați să se destrame. Pentru a împărți nucleul atomic în nucleoni sale componente, este necesar să se facă de lucru împotriva forțelor nucleare. Energia care trebuie cheltuite pentru divizarea nucleului în nucleoni individuale, numită energia de legătură a nucleului atomic. Legea de conservare a energiei, rezultă că formarea nucleului de eliberare a energiei nucleon individuale are loc, egale ca mărime cu energia de legătură a nucleului atomic. Eliberarea de energie care are loc în timpul formării nucleului atomic, se datorează funcționării energiei nucleare, atrăgând nucleonii împreună.
Energia de legare a nucleului atomic este adesea măsurată în electron volți (eV) - unități extrasystemic de energie care este numeric egală cu energia achiziționată de particula care transportă o singură încărcare elementară atunci când se deplasează în câmp electric de accelerare între două puncte cu o diferență de potențial de 1 V 1 eV = 1.60219 . × 10 -19 J. folosit, de asemenea, mai multe unități - volți kiloelectron (keV) egal cu 3 eV și 10 MeV (MeV) egal 10 eV luna iunie.
Calculați nuclee energetice de comunicare este posibil, folosind relația dintre energie și masă, deschis Einstein a creat în ele a relativității speciale. Conform teoriei relativității stationara m de masa corporala are o energie care este egal cu E .:
unde c - viteza luminii. Din (37.1), care, în cazul în care schimbarea de greutate corporală la D m. atunci energia se va schimba cu o sumă D E. și în care:
Măsurătorile au arătat că masa nucleului Mn este întotdeauna mai mică decât suma maselor nucleonilor, din care este compus, poate fi scris ca:
in care mp si mn - masa unui proton și un neutron, și Z și N - numărul în nucleu, respectiv. Cantitățile în exces de mase nucleonice incluse în miezul masei nucleare numit defect de masă D M:
defect de masă este cauzată de faptul că nucleonilor, care formează nucleul pierde energie egală cu energia de legătură a acestui nucleu. Prin urmare, înlocuind (37.4) în (37.2), se poate găsi următoarea expresie a energiei de legare nucleară ERU:
Utilizarea (37.5) se poate calcula energia de legătură a tuturor nucleelor. De exemplu, energia de legătură a cel mai simplu nucleu, deuteriu. constând dintr-un proton și un neutron, egal cu 2,2 MeV. Pentru a împărți în nucleoni # 945 - particule () trebuie să fie cheltuite 28 MeV și energia miezului izotopului de fier () este 493 MeV. Cu cât numărul de masă al nucleului atomic, cu atât mai mare energia de legare. O caracteristică importantă a unui nucleu atomic este energia legare specific - raportul dintre energia de legare nucleară la numărul său de masă. energia de legare specifică - energia legăturilor per nucleon.
energia de legare nucleară specifică este întotdeauna mai mare decât energia necesară pentru separarea moleculelor în atomi (energia unei legături chimice), sau cleaving un electron din atom (energia de ionizare). De exemplu, un moleculele energetice legături chimice hidrogen (4.8 eV) și energia de ionizare a atomului de hidrogen (13, 6 eV) în sute de mii de ori mai mică decât energia specifică a conexiunii deuteriu nuclee (1,1 MeV / u).
Dependența energiei de legare specifică (URE / A) din numărul de masă A a nucleului este prezentat în Fig. 37. Se observă că odată cu creșterea în masă a energiei de legare specifică crește inițial, apoi atinge un maxim (aproximativ 8,8 MeV / u), și mai departe cu creșterea A este redus treptat până la 7,6 MeV / u pentru izotopilor de uraniu. În acest caz, elementele maxime specifice de conexiune de energie au un nucleu cu numere de masă de 50 până la 60, adică, miez de fier și a componentelor sale conexe.
Examinați Întrebări:
· Ceea ce se numește energia de legătură a nucleului atomic?
· Care este 1 eV?
· Ceea ce se numește defect de masă, și modul în care determină energia de legare nucleară?
· Definiți energia specifică a legării nucleare?
· Cum densitatea de energie nucleară de legare a numărului său de masă?
Fig. 37. Dependența energiei de legare specifică (URE / A) nucleele din numărul lor de masă A.