Дефект массы

Нуклоны - протоны и нейтроны.

Масса ядра всегда меньше суммы масс свободных нуклонов.

Дефект массы - недостаток массы ядра по сравнению с суммой масс свободных нуклонов.

Расчетная формула для дефекта массы

М_я - масса ядра
(Zm_p + Nm_n) - сумма масс свободных нуклонов, сливающихся в ядро
Z - число протонов
m_p - масса свободного протона
N - число нейтронов
m_n - масса свободного нейтрона

Энергия связи ядра равна минимальной энергии, которую необходимо затратить для полного расщепления ядра на отдельные частицы. Из закона сохранения энергии следует, что энергия связи равна той энергии, которая выделяется при образовании ядра из отдельных частиц.

Энергию связи любого ядра можно определить с помощью точного измерения его массы. Измерения показывают, что масса любого ядра M_я всегда меньше суммы масс входящих в его состав протонов и нейтронов:

M_я < Zm_p + Nm_n

В таблицах принято указывать удельную энергию связи, т. е. энергию связи на один нуклон.

Удельная энергия связи ядер.

Уменьшение удельной энергии связи при переходе к тяжелым элементам объясняется увеличением энергии кулоновского отталкивания протонов. В тяжелых ядрах связь между нуклонами ослабевает, а сами ядра становятся менее прочными.

Почти 90 % из известных атомных ядер нестабильны. Нестабильное ядро самопроизвольно превращается в другие ядра с испусканием частиц. Это свойство ядер называется радиоактивностью.

У больших ядер нестабильность возникает вследствие конкуренции между притяжением нуклонов ядерными силами и кулоновским отталкиванием протонов.

Если ядро содержит значительно больше протонов, чем нейтронов, то нестабильность обуславливается избытком энергии кулоновского взаимодействия.

Ядра, которые содержат избыток нейтронов, оказываются нестабильными вследствие того, что масса нейтрона превышает массу протона.

Увеличение массы ядра приводит к увеличению его энергии.

Дата добавления: 2014-12-16