37 физиката учебници за 11 класа (до
§ 37. свързващата енергия на атомните ядра
Свързващата енергия на нуклоните в ядрото се определя от маса дефекта.
Ядрените сили се изтеглят нуклоните в атомното ядро заедно и не позволявайте това да се разпадне. За да разделите на атомното ядро на съставните си нуклоните, е необходимо да се направи работата срещу ядрените сили. Енергията, която трябва да бъде изразходвана за разделяне на ядрото на отделни нуклоните, наречена енергията на свързване на атомното ядро. Законът за запазване на енергията, от това следва, че образуването на ядрото на индивидуално освобождаване на нуклон енергия се случи, равен по сила на енергията на свързване на атомното ядро. Освобождаване на енергия, която се проявява по време на формирането на атомното ядро, се дължи на действието на ядрената енергия, привличане на нуклоните заедно.
Свързващата енергия на атомното ядро често се измерва в електронволта (EV) - extrasystemic единици енергия, която е числено равно на енергията, придобити от частицата пренасяне на едно начално зареждане, когато се движат в електрическото поле ускоряване между две точки с потенциална разлика на 1 V 1 ЕГ = 1,60219 . х 10 -19 J. също използва множество единици - kiloelectron волта (KeV) равни на 3 ЕГ и 10 MeV (MeV) равно 10 юни ЕГ.
Изчислете енергийни ядра комуникация е възможно, като се използва връзката между енергия и маса, открит Айнщайн е създадена за тях на специалната теория на относителността. Според теорията на относителността стационарна телесна маса m има енергия, която е равна на E .:
където в - скоростта на светлината. От (37.1), които, ако промяната на телесно тегло до D м. след това си енергия ще се промени от количество D Е. и където:
Измерванията показват, че масата на Mn ядро винаги е по-малка от сумата от масите на нуклоните, от които се състои, може да се изписва така:
където топене и млн - маса на протон и неутрон и Z и N - брой в ядрото, съответно. Излишните количества нуклон маси включени в ядрото на ядрен маса нарича маса дефект D M:
масов дефект се дължи на факта, че нуклоните, съставляващи ядрото губи енергия, равна на енергията на свързване на този ядро. Следователно, замествайки (37.4) в (37.2), може да се намери на следния израз на ядрена енергия ЕРЕ:
Използването (37.5) може да се изчисли свързваща енергия на всички ядра. Например, свързващата енергия на най-простият ядро, деутерий. състояща се от протон и неутрон, равна на 2.2 MeV. За да се раздели на нуклоните # 945 - частиците () трябва да бъдат изразходвани 28 MeV и енергията на сърцевината на изотоп желязо () е 493 MeV. Колкото по-голям брой маса на атомното ядро, толкова по-свързващата енергия. Важна характеристика на атомното ядро е неговата специфична свързваща енергия - съотношението на ядрена енергия своята масово число. Специфичното свързване енергия - енергията на облигации на нуклон.
Специфична ядрена енергия е винаги по-голяма от необходимата за разделяне на молекули в атоми (енергията на химична връзка), или разцепване на електрон от атом (йонизационна енергия) на енергия. Например, молекули енергийни химична връзка с водород (4.8 еВ) и йонизационна енергия на водородния атом (13, 6 ЕГ) в стотици хиляди пъти по-малко от специфичната енергия на деутерий ядра връзка (1.1 MeV / ф).
Зависимостта на специфичното свързване енергия (ERU / А) на масовия номер на ядрото е показано на фиг. 37. Вижда се, че с увеличаване на масата на специфичното свързване енергия първоначално се увеличава, след това достига максимум (около 8.8 MeV / ф) и допълнително с увеличаване на постепенно се намалява до 7.6 MeV / ф за уран изотоп. В този случай максимално специфични елементи енергия за свързване имат ядро с масови числа от 50 до 60, т.е. желязното ядро и свързаните с него компоненти.
Прегледайте въпроси:
· Какво се нарича енергията на свързване на атомното ядро?
· Каква е 1 ЕГ?
· Какво се нарича маса дефект, и как тя се определя ядрена енергия?
· Определяне на специфичната енергия на свързване ядрената?
· Как енергийната плътност на ядрената свързване на масата й номер?
Фиг. 37. Зависимостта на специфичното свързване енергия (ERU / A) ядра от техния масов номер А.