compoziţie nucleu

După deschiderea în 1932. neutron de nuclee de heliu focuri de beriliu, numite # 945; -particles,

DD Ivanenko emis ipoteza ca nucleul unui atom este alcătuit din protoni încărcate pozitiv și neutroni neutri electric. În prezent, ipoteza este confirmată de experimente, și este bine recunoscut.

Protonii și neutronii sunt numite nucleoni. N numărul de protoni din nucleu determină sarcina sa și este egal cu atomic elementul număr Z, numit număr de încărcare, N = Z. Suma Protonii Np și neutronilor din nucleul Nn este egal cu numărul de masă al atomului, adică un număr întreg A, cel mai apropiat de masa atomică relativă a elementului specificate în tabelul periodic:

Apoi, numărul de neutroni în nucleul elementului egal cu diferența dintre numere de masă și sarcină Nn = A - Z.

neutron odihnă masă aproape de restul protonului și 1838.65 ori masa de repaus a ME electron - 9.109534 × 10 -31 kg. Puteți utiliza unități non-SI de măsurare a masei - unitate de masă atomică 1 amu = 1,6 x 10 -27 kg.

Nuclee simboluri chimice ale elementelor desemnează elementele respective intră în partea de sus și de jos, respectiv, greutatea A și numărul de încărcare Z -.

Substanța din interiorul nucleelor atomice uniform distribuite. Centrul de bază nucleonii bine ambalate. Pe măsură ce crește distanța față de centrul densității substanței nucleare scade treptat la zero. În consecință, nucleele atomilor și cochiliile lor de electroni nu au limite clare.

Dimensiunile liniare sunt în nucleele atomice la maxim 3 • 10 -15 -10 -14 m. Volumul și masa nucleului este direct proporțională cu numărul de nucleoni. Densitatea medie a materiei nucleare ajunge la 145 • 1015 kg / m 3. Având în vedere densitatea mare presupune în mod legitim că nucleonii sunt împachetate strâns în nucleu, pozitiv încărcat protoni experimentează forțe enorme de repulsie reciprocă. Cu toate acestea, stabilitatea nucleelor ne convinge că există unele forțe nucleare de atracție între componentele nucleului. Studiul proprietăților nucleii diferitelor elemente chimice au permis cuantificarea forțelor nucleare. Ei au fost de aproximativ 150 de ori mai electromagnetice și 10 de 38 de ori mai mare decât gravitația. De altfel, nucleul atomic este o organizație atât de stabilă încât doar încălzirea până la 20 miliarde Kelvin duce la extinderea nucleului de 50% din volumul inițial. În acest sens, există o pierdere a forțelor nucleare, iar nucleul se rupe în bucăți. Există o serie de teorii ale forțelor nucleare. Se bucură de cea mai mare recunoaștere a teoriei Meson, ale cărei principale prevederi formulate în 1935. fizician japonez X. Yukawa. Conform acestei teorii, interacțiunea dintre nucleoni se produce în timpul domeniul nuclear continuu schimb cuante având o masă de repaus în intervalul (200-300) mine. Quanta din domeniul nuclear au fost descoperite experimental în razele cosmice în 1947. și numit tt-mezoni. În prezent, tt-mezonilor generat de acceleratori de mare energie.

Conform teoriei mezon a forțelor nucleare, se consideră că nucleonii înconjurat de un nor de pioni. Prezența de nori în jurul nucleonilor explică modul în care proprietățile forțelor nucleare, și proprietățile nucleonilor înșiși. Existența tt mezoni nu trebuie considerate ca fiind independente în miez, deoarece emisia și absorbția acestora are loc în decurs de 10 -23 secunde. Aceste mezoni practic nu sunt respectate, și, prin urmare, numit virtuale. Procesul de interacțiune între nucleoni constă într-un schimb reciproc de virtuale tt mezoni. Cu toate acestea, teoria mezoni a forțelor nucleare bine descrie interacțiunea perechilor de nucleoni. Calculul interacțiunii multe bine-malonic a acestei teorii este dificultățile matematice. Pentru a depăși utilizarea lor diferite modele aproximative de bază, principalele dintre care sunt drop-shell.

Rezumând, se poate argumenta că au fost obținute teoria finală a interacțiunilor intranucleari nu, dar cu toate acestea, un număr de caracteristici calitative și cantitative ale forțelor nucleare este studiat și următoarele concluzii:

1. Energia nucleară nu poate fi reprezentat sub forma unor forțe care operează dintr-un singur centru.

2. Forțele nucleare sunt rază scurtă de acțiune și la distanțe mai mari de 1 fm = 10 -15 m, practic, egal cu zero.

3. interacțiunile nucleare între orice pereche de nucleoni: p-n, p-p și taxa n-p posedă independență, adică, ele sunt la fel, presupunând că interacțiunea Coulomb dintre protoni care lipsesc. Cu alte cuvinte, forțele nucleare nu pot fi reduse la Coulomb, electromagnetice, magnetice și gravitaționale. Acesta este un tip special de putere.

4. Energia nucleară are o proprietate bogat. Fiecare nucleonilor în nucleu interacționează numai cu un număr limitat de nucleoni învecinate. Prin urmare, prin creșterea numărului de nucleoni forțelor nucleare creștere față de creșterea forțelor repulsive electrice între protonii. Consideră că acea scădere diferența dintre forțele nucleare și electrice se datorează instabilității nuclee de elemente grele, care conțin un număr semnificativ de protoni - mai mult de 82.

5. Energia nucleară depinde de orientarea spinul nucleon. Interacțiunea dintre cei doi protoni și doi neutroni este mai puternic, în cazul în care rotiri lor sunt antiparalel. Acest lucru se datorează compensarea reciprocă a spinii nucleonilor din nucleu - mica spinul rezultantă a nucleelor atomice. Interacțiunea dintre protonul și neutronul sunt mai puternice atunci când rotiri lor sunt paralele.

Tehnicile moderne permit un grad de precizie suficient pentru a măsura greutatea de repaus nucleoni individuale și masa atomică și, deci nucleul. Măsurătorile au arătat că masa nucleului este mai mică decât suma maselor separate nucleoni care alcătuiesc nucleul mya <(Zmp + Nmn ). Разность

numit defectul de masă. Aici mya. mp. Mn - greutatea miezului de repaus, protonii și neutronii; Z - numărul de protoni din nucleu; N - A- Z - numărul de neutroni din nucleu. Deoarece literatura de masă dată de atomi, formula de mai sus trebuie să fie prezentate sub formă de

Reducerea greutății formării nucleului datorită faptului că nucleul ca un sistem cuantic poate exista în mod stabil pentru o lungă perioadă de timp doar dacă minimul de energie. Cu toate acestea, atunci când combinarea nucleoni liberi în greutate nucleu nu dispare și se transformă în câmpurile de formular și se alocă cu radiații. Acesta din urmă nu intră în conflict cu ideile noastre despre lume, deoarece legătura dintre masă și energie stabilită de Einstein ca E = mc 2. John. Și, prin urmare, legile de conservare a masei și a energiei în tranziția de nucleoni libere în nucleu și vice-versa sunt efectuate la o energie a reprezentat ca core și radiații. În prezența defectului de masă nucleară formula Einstein poate fi scrisă astfel:

energia de radiație este numită energia de legare nucleară. Este egală cu energia care este necesară pentru scindarea în nuclee individuale, protoni și neutroni, și eliminarea lor unul de altul la distanțe la care nu interacționează. Nucleonii nu este raportată la energia cinetică. Energia de legare a nucleului determină puterea. În contextul energetic putem spune în formarea nucleului nucleonilor individuale. Astfel, greutatea miezului este cauzat de un defect care, atunci când combinarea nucleoni liberi în conexiunea eliberat nucleul sau fisiune energie. Energia de legare, care este de înțeles, bazat pe numărul de nucleoni din nucleu. nuclee mai greu sunt mai puțin durabile decât nucleele elementelor din mijlocul DI tabelul periodic Mendeleev.

Există două modalități de obținere a energiei prin reacții nucleare:

1. În fisiunea nucleelor grele în fragmente, numerele de masă care corespunde porțiunii de mijloc a tabelului D. Mendeleev;

2. In sinteza nucleelor (îmbinare) de lumină. În ambele cazuri, energia specifică a produselor de reacție va fi mai mare decât nucleele inițiale, și, prin urmare, aceste reacții trebuie să continue cu eliberarea de energie.